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讨论声速与源速是否相关问题
[楼主] 作者:张崇安  发表时间:2008/01/19 22:48
点击:1461次

在空气中运动的声源,可以影响声速吗?——因为这个问题涉及麦克斯韦电磁波速问题,我感到很有必要讨论。

一:伽利略速度合成是惯性参照系之间的事情,首先应该具备两个以上的惯性参照系!如果没有惯性参照系,皮之不在,毛何存矣?显然,建其企图认可地面、空气、声源、观测者都是惯性系,其实,不是这么简单!对于声音来说,声源在空气中运动(假如不是封闭的列车内的铃铛),观测者在空气中运动,都有不同大小的风力,不是惯性系,则声源、观测者在这里我以为既不能代表惯性参照物,更不能代表惯性系!谈伽利略速度合成,恐怕前提就不存在!

二:大家知道,铃铛(声源)在空气中发出的声波是向四面八方传播的——这是矢量吗?显然不是!因为矢量有一个固定的方向,向四面八方传播,鬼才知道它的方向呢!所以,我们通常说,空气中的声速是标量,不是矢量!也就是说,在“w=u+v”中,u应该是标量;同时,在空气中运动的铃铛、观测者有明显的方向,则v属于矢量!矢量和标量能进行速度合成吗?举两个明显的例子:例1:圆形操场中心有一铃铛,在操场圆周上均匀站着一周人,铃铛向北瞬时速度为V,声音在空气中的传播速度是U。当铃铛在操场中心朝北运动的瞬间,发出一个声脉冲,问:周围的听众会不会同时听到声音?我的答案是:同时听到,只不过在北方向操场边缘的人听到刺耳声音,而在南边操场上听到缓和的声音——即:频率和波长变,波速不变,没有w=u+v一说!例2:同样上述例子:在正北操场边缘的一个听众朝南运动,速度是q,问此时有合成速度吗?有的人会说,有啊!速度应该是w=u+q,我看,这也许是这个向南运动的听众速度小于声速时的情况!如果这个听众向南以600米/秒的速度运动,那么,他可以在不同时听到两个同一个时间发出的声脉冲,一个是相向而行问题,一个是追击问题——因为操场中心铃铛发出的声脉冲向四面八方传播,朝北的声脉冲相对于那个南行的人就是相向而行问题,可是朝南的声脉冲相对于这个人就是追击问题,所以此时用w=u+q公式计算速度合成,显然是失灵的!因为明显有两个合情合理的答案!上述两个例子清楚说明,在空气中传播的声音和声源速度由于两个速度一个属于标量,一个属于矢量,难以进行速度合成!尤其是伽利略速度合成在这里失效!

三:如果是列车内的声速和列车速度、地面观测者之间,则另当别论!这时,属于介质整体运动的波速合成问题,列车相对于地面,可以处理成两个惯性系之间的事情,这时的波速应该服从速度合成!

四:我们知道:麦克斯韦电磁以太遍布于整个空间,不可能有“列车”载着整体运动(不是随动以太观),那么,就如同无边无际的空气中的声源,不可能有伽利略惯性系和速度合成的条件,所以,许多学者经过仔细研究后发现:麦克斯韦方程组不符合伽利略速度合成,光速不服从伽利略变换、光速与源速无关——这正是狭义相对论承袭的,所以,狭义相对论光速不变原理本质上是承认无限范围以太,是麦克斯韦方程组的推论!本质上是否定相对性原理的!

五:如果把铃铛换做机关枪,发射的子弹流在忽略空气阻力下服从w=u+v就是非常合乎情理的了!因为:子弹流速度方向明显,进行伽利略速度合成理所当然!而声波不可能忽略空气阻力(因为声波就是靠空气传播)。

六:我以为上述介质波速是否服从伽变的问题,也涉及到相对论光速“不变”根本,值得讨论!也欢迎更多的人参与!

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-102733-1.html[复制地址]
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 [2楼]  作者:silin007  发表时间: 2008/01/21 06:41 

论动体波动的统一原理

作者:思林
提交人:silin007 (2005年3月23日 周三)
PDF下载>:http://www.qiji.cn/eprint/abs/2382.html



※※※※※※
请别轻信别人所说的,也别坚信自己所学的,更别迷信教材所写的; 只信人们亲眼能见的,与人们亲手能计算的,及人们亲身能检验的; 哲学与数学以及科学,在始原性基础上统一,根本无需假设的事实!
 [3楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/01 17:35 

牛顿力学受到声学的严重跳战

 [4楼]  作者:silin007  发表时间: 2008/02/01 19:00 

牛顿力学受到声学的严重跳战?怎么讲?
 [5楼]  作者:拉方  发表时间: 2008/02/01 23:02 

请搂主必须明确:坚持还是否定伽利略变换?
少罗嗦没用的。
 [6楼]  作者:silin007  发表时间: 2008/02/02 07:04 

研相立场问题:


肯定伽利略变换者可生!
否定伽利略变换者必死!


否定洛伦兹变换者可生!
肯定洛伦兹变换者必死!


否定相对论的光速不变假设者必能成功!
肯定相对论的光速不变假设者必然失败!



※※※※※※
[silin007]是在思想丛林中维护正义(真理)打击邪恶(谬误)的最基本观念与方法及理论的终极总结者[思林终结者]
 [7楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/02 10:03 

对【4楼】说:

标量矢量难合成

 [8楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2008/02/02 13:51 

子弹的速度为800米每秒,空气中声音速度为341米每秒,但是不可以将子弹与声音速度和成为1141米每秒!

实验证明也如此:当一个子弹从观测者头顶飞过,只有当子弹远离观测者之后才能听到子弹呼啸声音,而不可能在子弹到达之前听到声音!

b,一架超音速飞机从观测者头顶飞过,当听到飞机声音的时候,飞机已经远离了观测者!

以上两例,充分证明了,声音在(静止)空气中的传播速度为常数341米每秒。

[[[SHEN RE: 这个当然是常数341米每秒了. 凡是波动速度, 总是由媒质决定,前提是观察者与媒质相对静止.
但我所说的u+v却是针对"观察者与媒质有相对运动"的情形. 此时除了341,还要加上"观察者与媒质相对运动速度".你在地面看,飞机声速是341米每秒,可是,你站在飞机上看呢,是不是还是341米每秒呢?? 观察都是观察者的观察,所以必须先把观察者的状态定位好.你我的观察者状态并不同.]]]]]]]
 [9楼]  作者:silin007  发表时间: 2008/02/02 16:34 

作者:jqsphy 发表时间:2008/01/18
要分两种情况讨论,不要混淆。
情况一:声源,空气,观察者三者相对静止,那么此时声速341米/秒是由空气的密度和弹性模量决定。
情况二:声源,空气,观察者三者当中,只要有两者有相对运动,那么除声速就要对341米/秒作出修正了。
这种修正声速其实还是满足Galileo变换w=u+v的。
------------------------------------
建其您现在是否要对情况二作出修正?

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SHEN to 张崇安:关于声速[楼主]
作者:jqsphy 发表时间:2008/01/18 15:11

作者:张崇安 发表时间: 2008/01/17 13:59
"声速决定于声源,相对声源恒为常数不变。 尽管声速其实还是满足Galileo变换w=u+v的。"
--我的看法大概和思林的一致!
理解不了建其博士的话!
难道空气中声速341米/秒是由声源决定的?是相对于声源为常数不变?
声源运动带动声速服从速度合成?不是空气的密度和弹性模量决定?
是我不理解介质波速问题还是建其装疯卖傻?
--------------
SHEN to 张崇安:
要分两种情况讨论,不要混淆。
情况一:声源,空气,观察者三者相对静止,那么此时声速341米/秒是由空气的密度和弹性模量决定。
情况二:声源,空气,观察者三者当中,只要有两者有相对运动,那么除声速就要对341米/秒作出修正了。这种修正声速其实还是满足Galileo变换w=u+v的。
 [10楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/02 17:30 

对【8楼】说:

抛弃1141米每秒,就是抛弃伽利略变换

[楼主]  [11楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/02 19:36 

5楼:
请搂主必须明确:坚持还是否定伽利略变换?
少罗嗦没用的。
=======================
拉方:我一直在认同伽利略变换,你还没有看出来我开耧一段内容?上述有人说声波否定了牛顿力学,其实不是这样!声波其实是牛顿空间中含介质阻尼下的现象,考虑上阻尼,也就符合牛顿力学了!——这个问题你要注意:声波是介质波,声源运动是在介质中发生的,声源并没有带上介质跑,所以,不是两个惯性参照系之间的行为,没有伽利略变换的条件,当然不能用伽利略变换描述!这是风马牛不相及,所以也与伽利略变换无关!
你声称声速与源速无关——我不知道你的逻辑所在!即使是相对论出现以前,声波的多普勒效应是在承认声速不变,波长和频率变下解释的!如果你这样强调你的“绝对论”,恐怕是走到崖路上去了!

[楼主]  [12楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/02 19:48 

TO 3楼:
声学恰恰在牛顿力学范畴,只要考虑空气阻尼即可!另外,空气介质是有范围大小的(地球表面的一层外衣),所以,本质上不破坏牛顿空间!可是,如果把光、电磁波理解成以太波,由于普遍认为:电磁波能在全空间范围传播(声波在月亮空间不能传播),则“真空”就是以太的代名词——这时的空间(真空)已经脱离牛顿的哪个“与任何外界无关,永远保持相同和不动”,则牛顿空间被以太破坏——这时,才会真正威胁牛顿力学!所以,只有把光、电磁波看作以太波,牛顿力学才会真正受到破坏!
所以,维护牛顿力学和牛顿空间的第一步,就是否定以太,承认相对性原理,对光、电磁波的实质进行非以太的探讨!
 [13楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/03 19:01 

对【12楼】说:
那里伽利略变换被破坏,那里牛顿力学难生存
[楼主]  [14楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/03 20:57 

对【12楼】说:
那里伽利略变换被破坏,那里牛顿力学难生存
============================
当然了!伽利略思想体系和牛顿思想体系本是一家!
 [15楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/04 10:29 

对【14楼】说:
伽利略速度合成,在声学中失效;牛顿力学,在声学中也该失效。
[楼主]  [16楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/04 11:14 

作者:ltbbl 发表时间: 2008/02/04 10:29 [加为好友][发送消息][个人空间]回复 修改 来源 删除对【14楼】说:
伽利略速度合成,在声学中失效;牛顿力学,在声学中也该失效。
========================================
所以,在空气中检验牛顿力学,需要抽成真空环境!空气中不存在惯性系,也不存在匀速运动!
但是,你不能说自然界找不到三内角和180度,就说三内角和180度的道理不存在!牛顿力学是道理,应用这个道理不知道解决了多少生产实践问题!事实上,人类应用理论处理实际问题,都是在某种理想状况下的.
 [17楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/02/04 14:02 

与张崇安先生探讨声速问题

1、所谓惯性系是一种抽象概念,与具体的静止和匀速直线运动的物体应该分别看待。张先生是否认为:车厢封闭是惯性系,车厢开放是非惯性系呢?
2、物体的运动速度是矢量,声波的传播速度是标量,两者不能叠加。
其它诸多问题在我的主贴《声速恒定性与波动方程协变性的探讨》及有关讨论中有所谈及。
 [18楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/04 17:23 

对【16楼】说:
空气动力学归入牛顿力学,不够明智,同意吗?
 [19楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/04 18:27 

可能还不好说声波速度是标量吧?电磁波也可以四面传播,声波也可以定向传播,
比如超声波就有很强的方向性,蝙蝠就是一例,如果不能定向发射,蝙蝠可就抓瞎了?
还有超声波探伤、焊接、清洗等等吧,
我做的“声尺”也是用的超声波,是用现在常见的超声波“倒车雷达”改装的,
高能量的超声波可以撑托数吨的重物,很厉害的,还有超声波枪,不定向发射怎么得了?

而且当物体的运动速度接近声速时应该出现方向性很好的“激声”,
(搞超声速飞机的都知道“激波阻力”才是高速飞机的主要阻力,这类似电子在加速器中的辐射)
这方面的研究似乎还差一点,不过超高频声波的振子加速度很大,也可以出现好的方向性,
[楼主]  [20楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/04 20:01 

回19楼红心:具体问题具体对待!超声波方向性明显,可以当作矢量看!
 [21楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/04 20:05 

对【19楼】说:
点声源,点光源有无数个方向,的确象标量,选定方向后又可当矢量。
[楼主]  [22楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/04 20:12 

作者:ltbbl 发表时间: 2008/02/04 17:23 [加为好友][发送消息][个人空间]回复 修改 来源 删除对【16楼】说:
空气动力学归入牛顿力学,不够明智,同意吗?
=================================================
你是不是卧底啊?空气可以把空气分子看作在牛顿空间的团体运动,可以用牛顿力学阐述!只是要考虑多数,方程式复杂而已!
如果承认以太存在,以太处处塞满空间,不可能找到纯空间,不可能用一些更复杂的牛顿方程描述,而且恐怕无解!所以,以太才会真正破坏牛顿力学!好多学者研究发现,麦克斯韦方程组不符合伽利略变换——实际上就是说,麦克斯韦电磁以太论下难以和牛顿力学相容:例如该理论下电子自我加速、电子质量无穷大等等问题——这些都是经典电磁论专家发现的麦克斯韦电磁以太论自身内部无法克服的困境!
[楼主]  [23楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/04 20:27 

TO17楼峰君:
注意,车厢封闭后,就有一个介质整体运动问题,这时候,车厢内的声波速度相对于地面可以统一迭加车厢运动速度,符合伽利略速度合成!车厢内和地面可以看作两个相对独立性的惯性系!
你站在流动的河边(假如水平静前流),当你投一块石头进水,石头激发水波的哪个投入点相对于你是运动的,可是石头激起的圆圈水波相对于投入点却永远是投入点为圆心的圆周。那么,这些圆圈相对于你的运行速度,就要迭加河流的运动速度!
结论:只要介质是有界和有限的,介质就可以整体运动,介质整体运动的波动方程服从相对性原理!
但是,如果承认一种无边无际的以太,由于以太占据整个空间,就不存在介质的整体运动,所以,研究者发现:麦克斯韦方程组不符合伽利略相对性原理——原因是:电磁以太是无边无界的!
推论:于是,有的人解释迈-莫实验用了随动以太观念!实质上,随动以太就是一种局部以太!
[楼主]  [24楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/04 20:39 

TO红心:
另外,当介质整体运动时,波速也有个矢量问题:
例如,你站在平静流动的河水边,检接起一块石头,朝河中心投去,河水激发的水波相对于石头投入位置是均匀以水波速度四面扩散,呈投入位置为圆心的圈圈圆环状,可是这些圆还相对于你的速度呢?就要统一迭加河流运动速度,服从伽利略速度合成——由此我们也可以类比到到:为什么随动以太可以解释迈莫实验,而麦克斯韦的经典静止绝对以太就无法解释迈莫实验!
迈莫实验实质上就是阐明光速服从伽利略速度合成的实验!或用介质整体运动波动方程——承认光本性为波动说;或用粒子流的伽利略速度合成——承认光本性为粒子流!
[楼主]  [25楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/04 20:48 

TO21楼:在我的观念中,声波光和波有本质的不同:前者是介质波,后者是规则间隔粒子群流波——粒群波。我认为自然界中存在有两类波:介质波和粒群波。物质波(几率波)的实质是粒群波!
 [26楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/02/05 00:37 

to崇安:
假设在一个密闭的车厢内有一个点声源,它可以向四面八方发射声波(可设为球面波),有一个观察者向着这个点声源做匀速直线运动,速度为V,请你思考一下,这个观察者如何描述这个点声源发射的球面波?
 [27楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/05 13:24 

对【20楼】说:
声波的标量和矢量,两重性明显,看谁是主要的。
 [28楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/05 14:20 

不过“粒群波”很难解释一些新的物理现象,
比如一个超短光脉冲相当于一群亚光子了吧?
现在的实验发现:
当电子位于光脉冲前面时,会被光脉冲推动加速一段距离,
可是当电子落后于光脉冲时,却又被光脉冲减速,
这大概就是“发射说”很难解释的吧?难道光子或亚光子还会“双向运动”吗?
否则怎样解释光脉冲对电子还会有减速作用呢?
(光脉冲对电子的加速作用就不用说了,可以解释成是光子与电子的碰撞)
 [29楼]  作者:ltbbl  发表时间: 2008/02/05 15:37 

对【28楼】说:
波粒二象性是物理真蒂,区分谁是茅盾的主要方面,很关键。
 [30楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/05 21:52 

光波的一个独特性质是:两束空间相交光波之间互不干扰,
而光粒子说却还没有一个独特的性质?分析如下:
1、黑体辐射只是说明电磁能量传播不是连续能流,这显然不是粒子才具有的特性?
2、光压实验也说明不了光的“粒子性”,因为声压也是很容易测量到的(有声压公式),
3、光电效应更成问题,现在的光电管(电子管)就有好几种,
有的对红光敏感,有的对绿、蓝或自外光敏感,都有各自的输出曲线,
如果在曲线上升段可以测得:光电流随入射光频率递增的话,可以说:光的频率越高,光子能量越高,
可在曲线下降段却必然测得:光电流随入射光频率递减,我们能因此说:光的频率越高,光子能量越低吗?
由此可知,所谓的“红限频率”其实没有多大意义,
因为对任何一种光电管(电子管)来说,永远会同时存在一个“蓝限频率”,
其实这些不同材料对应的“输出特性曲线”不正说明:不同元素都有自己的共振频率吗?而共振是波动具有的特性?
4、最后就只剩下那个最辣手的“电子衍射”了,相信随着对光与电子之间的相互作用研究逐步深入,
也许会澄清这个问题的,就现有资料可知的是:如果在电子束与窄缝碰撞后出现了“先导光干涉”,
那么后续电子到达屏幕时,很可能会按照“先导光干涉条纹”来分布,这需要有实验来验证了,

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