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希望能对《卫星双向法时间频率传递中Sagnac效应的计算分析》一文多作探讨
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2008/02/03 17:47
点击:2361次

以前虽然知道西安与东京之间的“卫星双向信号传输时间比对”实验中存在87纳秒的sagnac时差,
但是因为不知道其具体的计算方法(87纳秒是单向还是双向的sagnac时差也没搞清楚),
所以还难以认真深入的分析、探讨这个实验,幸亏刘岳泉找到了这篇比较详细的论文,
所以是否应该象以前大家对王汝永论文的探讨那样,也对这篇论文认真分析探讨一下呢?
我感觉似乎很有这个必要?

对比王汝永的实验看,王老师的实验虽然按说已经应该是光在直光纤段内产生的sagnac效应了,
可是由于整个光路还是闭合的,所以仍然存在许多争论,而可能最关键的还是其应用性问题?
这个卫星微波实验中的发射机和接收器虽然不是直线运动,但测时的“光路”却是非闭合的,
如果再能够认真分析一下接收器的运动轨迹问题,
就很可能成为又一个很不错的证明“光速相对性”的实验证据?

我的思路是应该把接受器的曲线运动分解成两个运动的组合:
1、接收机绕发射机初始位置的转动(以发射机S为中心,SA为半径),
2、接收机沿微波初始发射方向的直线运动(|位移|=SA-SB),

显然,1中的转动不会改变“光程”的大小,所以不会引起双向传输时间差,
所以实测到的sagnac时间差只会是由2中接收机的直线位移引发的,
这样也就比较清楚的揭示了这个实验的意义所在---非闭合直线段光路内的“相对光速效应”?

当然也可以说是---非闭合直线段光路内的“sagnac效应”(其实是等价的),
或者也可以如刘岳泉那样选择以前的“以太漂移效应”概念---非闭合直线段光路内的“以太漂移效应”,
只是这样的话,一开始从字面上就会遇到那个基本问题:以太存在吗?
而且是以太的漂移还是接收机的漂移?这里显然是接收机在运动,相对谁的问题可以另外作为一种猜测?
(毕竟现在对于是否存在以太还没有直接的实验依据?)
使用“相对光速效应”即可以回避相对论对sagnac效应的狭隘理解,也可以避免以太的问题,
在相对论之前,任何运动都是相对的,声波与水波也是如此,就算是“光子”也可以具有相对性呀?
先把有实验依据的东西肯定下来,参照系的问题可以捎带做一点猜测,
(或者也可以考虑干脆就暂时用“光量子(孤子?)速度相对性”也可以?)
黄新卫和刘岳泉说这不是sagnac效应,大概就是这个意思了吧?
那么剩下的问题就是如何用数学语言来说清这个事了?


还有如何看待计算公式中类似闭合光路的sagnac效应计算公式中的那个面积A的问题,
从这个A看,当接收机与发射机共线时,似乎A=0,也就没有sagnac时差了,
但其实呢?从上面的接收机运动分解看,“共线”时的计算公式仍然是:
Sagnac = (SB-SA)/c
也就是说,现在的“卫星双向传输时间比对”sagnac计算公式其实只考虑了接收机的直线运动分量,
并没有考虑接收机的旋转分量,因为微波的传播方向是垂直于接收机旋转分量方向的,
这与光纤陀螺中的---光传播方向与光纤的旋转方向平行---就根本不同了?
所以黄、刘二位说的也对,不应该把这种“相对光速效应”与他们认为的“sagnac效应”混为一谈?


 

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 [2楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/03 18:35 

杨红心先生是一位认真探讨物理的民间学者!可惜我不了解sagnac效应,无法介入,只有“观战”的份!
[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/03 19:17 

我只是尽量少说气话而已,感觉不好了就少说话,想方设法解决一下(具体就一言难尽),
张兄是“免战高悬”了,其实你也可以暂时就用“亚光子速度相对性”来理解?

广义的sagnac效应是(王汝永的论文标题就是“一般的saganc效应”或翻译成“普遍存在的saganc效应):
对于任意光路,当闪光P发出后,由于光接收器A相对原位置产生了位移,
导致光程变化,而使得P到达A的时间发生变化,
这个相对A静止不动时的光传播时间变化量就是sagnac效应或叫sagnac时差,

狭义的saganc效应:
在一个绕中心旋转的闭合光路内,当闪光P发出后,由于接收器A相对原位置产生了旋转位移,
导致光程变化,而使得P到达A的时间发生变化,
这个相对A静止不动时的光传播时间变化量就是sagnac效应或叫sagnac时差,

另一种表达是:
在一个绕中心旋转的闭合光路内,两束方向相反的光从同一点A出发,再回到A的传播时间差叫做sagnac效应,
(闭合光路可以是曲线也可以是折线,关键是两点:闭合与旋转)

而这个“卫星双向传输时间比对”实验显然即不“闭合”也不用考虑“旋转”?
是一种一般情况下产生的saganc效应,或者说就是“光速相对性效应”,

 [4楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/02/03 19:44 

杨先生您好!您的建议很好,我也有这个想法。我认为这是否定光速不变的有力证据,应该深入讨论,引起高度重视。
我不清楚该实验的细节,但是可以肯定,该实验绝对不是什么sagnac效应。
同步卫星与西安和日本的相对距离都不变,微波信号走的是两条直线段,直线段的交点就是卫星。
我们只分析微波信号在其中一条直线段内的往返时间是否相同,就可以断定光速是否不变。显然,微波信号在卫星——西安的往返时间不同,在卫星——日本的往返时间也不同。
事实很清楚,狭义相对论的理论前提是不能成立的。但这是主流物理学界不愿意看到的,所以,他们噤若寒蝉,不敢与狭义相对论联系起来。
欢迎大家都发表看法。

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《从真实同时推导出有别于伽利略和洛伦兹的新变换》http://bbs2.xilu.com/cgi-bin/bbs/view?forum=newphysics&message=10472
 [5楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/02/03 20:12 

一列高速运动的火车,火车头向火车尾发射光信号,火车尾再向火车头发射光信号,按照狭义相对论,这两个光信号运动的时间应该一样长。
可是实验发现不一样长,这能叫做sagnac效应吗?

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 [6楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/03 20:48 

    是不是在我的论文中还没表达清楚?那就按照我原文中的第(39)公式,有必要在这重复一下,公式中的θ0代表同步卫星的纬度坐标(0°),θ是西安(北纬34.37°)或东京(北纬35.60°),ψ 西安(东经109.22°)或东京(东经139.75°)与卫星(东经148°)的经度差(分别为38.78°和-8.25°),分两个不同的直线段光程,在我原文中的计算方法和结果如下:

 

    地面站西安与日本东京的地理经度和纬度分别是﹕西安东经109.22°北纬34.37°、东京139.75°和35.60°,同步卫星的轨道定点位置是东经148°,轨道半径R = 42164 km,地面站高度(到地心)两地都按r = 6371km计算,由此可得到西安与卫星之间的信号时间偏差值为112.68 ns,东京与卫星之间的时间偏差值为25.43 ns,也就是说从西安发送的光信号经过卫星(向东转38.78°)传送到东京(返回8.25°),将在标准光速延缓之外再延缓112.68 - 25.43 = 87.25 ns,而从东京发送到西安则要少延缓87.25ns到达。或者说因为光速的以太漂移,经卫星从西安发送到东京的光信号,要比从东京发送到西安的信号时间多花174.50 ns ---这就是光速在卫星轨道范围内以太漂移的直接证据!在西安、同步卫星和东京三者之间的相对位置保持不变,产生这种时间差的根本原因就只能是光信号传递速度的相对变化了,第(36)式更直观地体现出这种信号速度的变化,难道相对论的"光速不变"还能有更好的解释?

    由此可见,这种所谓的“Sagnac效应”与面积是没有任何直接关联的。



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[楼主]  [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/03 21:11 

是有这种“还没表达清楚”的感觉,
虽然你的(39式)中没有表示出A=(1/2)Rr*sinα,但是Rr*sinα都还在公式里呀?
另外公式里也还有ω,这就容易给人以错觉,因为“狭隘sagnac效应”的两个特征就是:闭合与旋转?
所以我们要做的就是要说明这个形式上的面积A、ω与狭义sagnac效应公式中的A、ω有本质上的不同,
这个你没有分析到吧?
进而通过对接收机运动轨迹的分解说明这个实验实际测量到的就是“非闭合直线段”内的sagnac时差---“相对光速效应”,

你真的认为这些分析都很没有必要吗?

 [8楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/03 21:31 

对【7楼】说:
    是你没有耐心烦看我的第(39)式是如何来的呀,ω是由第(38)式中速度因子的/dt表达式,而第(38)式又是由第(36)式而来,这些公式的推导过程都是一环紧套一环的,没有这些公式的推导就没有任何说服力了。

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 [9楼]  作者:张崇安  发表时间: 2008/02/03 21:37 

谢谢红心的讲解,我短时恐怕进不了角色!
[楼主]  [10楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/03 21:46 

角速度当然是角度ψ对时间t的微分呀,
可是这个角度ψ与“狭隘sagnac公式”中的角度是一个意思吗?有什么本质不同吗?

张兄不必客气,论坛潜水也是常事?有时候是旁观者清呢?
 [11楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/03 22:09 

对【10楼】说:

    事实上只有对于旋转体系才用得上角速度,如果是直线运动就与Sagnac根本扯不上关系了,这就是被称之为“GSE效应”的郑翊教授发现的所谓新物理效应(详见http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-65749-2.html 的第[56楼])。



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 [12楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/03 22:24 

对【11楼】说:
    补充:在所谓Sagnac效应中的ω是指光信号沿弧线回路传播,而我这里的ω则是典型的直线单向传播。

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[楼主]  [13楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/03 23:42 

郑翊教授的论文里有具体的实验方法吗?难道又有一个实验例证?
从字面上看,这个“Generalized Sagnac Effect”倒是与王汝永的论文标题一模一样,
就不知道内容也是否相同了,

你的文字表达经常有些不到位?大概应该说:
这个实验中的ω对应的圆弧L并不平行于光的宏观运动轨迹,这是关键?
进而对接收器的圆弧位移L进行分解,可见相对发射机而言,
只有与光传播方向相同的L的“直线位移分量”才影响到“光程”的改变,
而L相对发射机S的“旋转位移分量”并不影响“光程”的改变,
(对比在光纤陀螺中,ω对应的接收器圆弧位移L直接影响到“光程”的改变),

面积A当然就更不同了,陀螺中的A是闭合光路包围的面积,
而此处的A却不是光路所包围的面积,因为此处根本就不是一个闭合光回路,
所以只是一段光路与两个位置矢量包围的面积,这与陀螺中的A只是形式上的相同,但内涵完全不一样,

另外还想与你探讨一下那个发射机与接收机共线的问题,先引用如下:
“另外,θ=ωt=ω(SA/c),代入式(6)后,进一步简化:
X=2(LR/SA) sin[(2α+θ)/2] (-ωSA/2cc)
= - (1/2)LR * sin[(2α+θ)/2] * (2ω/cc) ”

如果“初经度差”α=0,则:
X= - (1/2)LR * sin(θ/2) * (2ω/cc)
= - (1/2)LR * sin(ωΔt/2) * (2ω/cc)
= - (1/2)LR * sin(ωSA/2c) * (2ω/cc)
当SA=30万公里的时候,还能说此处的X是一个可以忽略的小量吗?
那么当 ωSA/2c = α 时呢?
其实你也应该清楚,对于你经常提到的“迈克尔逊--盖尔实验”,
每一条光路直线段不都相当于是发射机与接收机“共线”的情况吗?难道都可以忽略吗?
其中在你给出的(27式)中的S就相当于
X= - (1/2)LR * sin(ωSA/2c) * (2ω/cc)
中的S=(1/2)LR * sin(ωSA/2c)?
总之我感觉那个“迈克尔逊-盖尔实验”与这个“卫星实验”在传播、接收方式上有类似之处?
不同的是一个是闭合光路,一个则不是,你再想想看呢?


 [14楼]  作者:马英卓  发表时间: 2008/02/04 00:25 
 [15楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/04 00:43 

对【13楼】说:
    你这发射机与接收机共线的问题计算方法没错,只要有这么高实验精度的检测装置就一定会出现这种效应,但这与迈-盖实验检测方法完全不同。光波干涉条纹的双向时间差精度可达飞秒级以下还必须形成回路,而在这里利用原子钟直接测时间差的精度只有纳秒级,如果随着技术的进步能把原子钟实测技术精度提高到皮秒甚至飞秒级就另当别论了。现在达皮秒级应该不成问题,你可设计这种实验试试,但既然有王汝勇的类似实验就没有必要去搞这种高难度实验了,而且要达到这种精度,还有可能要涉及到被不同引力场强度或其他更显著效应光速变化所掩盖。

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[楼主]  [16楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/04 12:48 

你炼过鹰爪功吧?怎么一扒就连肠子都出来了?够黑,够狠呀你?
看样子我得找件软卫甲穿上才行了,
[楼主]  [17楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/04 13:41 

这里是我搞错了,应该是收、发、轴心共线,
“迈-盖实验”的轴心与收、发不共线,所以面积不为零,
单边的面积也是单边光路与收、发位置矢量包围的三角形面积,
单边的分析方法与“卫星实验”基本相同,相当于两个地面微波站之间的情况?

现在看来,“迈-盖实验”里面早就包含了直线段光路的接收器相对发射器的“平行位移分量”问题,
(接收器绕发射器的“旋转位移分量”对sagnac时差没有贡献)
但只要有旋转ω存在,就会有面积A的问题?

王汝永的实验比“迈-盖实验”更进了一步,或者说是更直接的把“平行位移分量”问题表现出来了,
“卫星实验”又从另一个方面迈进一步:证实了“迈-盖实验”的单边不闭合光路内存在的sagnac效应,
那么最后的一步就是:证实“王汝永实验”的单边不闭合光路内存在的sagnac效应了?
那可能就是“绝对速度计”了,
当然也可以先做一个简单的类比推测:
不闭合的“迈-盖实验”仍有sagnac,那么不闭合的“王汝永实验”当然也应该有sagnac?
但看来这只能是一个很好、很合理的推测,还不是实际的实验证明?

我原来想就用标准的旋转sagnac公式,通过求极限的方法得到直线的saganc公式,看来是不大可能?
除非是圆或扇形面积趋近无穷大,边长微段才趋近直线,可这也还是说明不了问题,
总之这让我联想起回旋辐射的问题,现在认为电子必须改变其速度的大小或方向(有加速度),才会产生辐射,
类似的他们也可以说接收器必须改变其速度的大小或方向(有加速度),才会产生sagnac效应,
虽然接收器绕发射器的“旋转位移分量”对sagnac没有贡献,但如果它为零,则公式的sagnac为零,
所以他们可以说尽管它对sagnac大小没有贡献,但却是一个产生sagnac效应的必要条件,你也没脾气吧?
其实估计电子的高速直线匀速运动也会产生辐射,否则直线加速器内的能量消耗到哪里去了?
对应的,接收器相对发射器的直线匀速运动也应该会产生sagnac时差,不过还有待最后的证实?

一旦“直线辐射”被发现,估计就有一种方向性好很多,频率更单一的激光出现,
一旦“绝对速度计”被发现,估计就可以正式开始对以太的全方位研究探索了,


 [18楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/04 18:07 

对【17楼】说:

    “收、发、轴心共线”与同一地理经度的情形是没有本质区别的。对于“迈-盖实验”,我的论文中,是利用光路平面(地球表面是球面而非平面)长方形的四段单边直线光程速度差异计算时间差的,事实上在地表任意形状的平面回路都可以严格计算出这种时间差,这也解释迈-盖实验唯一正确的数学证明方法。要在同一地点发射和接收信号形成的闭合回路时间差就必须“包围”有效面积,例如同一地点通过两个不同经度上的卫星,或一个卫星到另一地点再返回发射点,因为在闭合回路上没有这种有效面积就不会有不同方向上的平均速度差,产生时间差的根本原因只能是光信号速度差。

 

   尽管从“迈-盖实验”→“王汝永实验”→“卫星实验”,表面看是迈向“直线实验”三个不同阶段,其实都是光速随引力场漂移的直接证明,特别是“卫星实验”已经不需要形成闭合回路了,如果能设计“不闭合的王汝永实验”只要相对于引力场存在速度差就一定会有时间差,但要能形成达到纳秒级时间差显著观测效应的实验设计却是何其之难?

 

    关于回旋辐射的问题,我认为首要条件是存在“非平衡加速力”,在这一点上应该对牛顿第三定律进行修改,电子绕核运动和天体运动尽管有“向心加速度”,但是这种有势运动的“加速度”是处于力平衡状态,而其他形态的加速度则是处于非平衡力状态,所以有势运动平衡状态的“加速度”是不会产生回旋辐射的。而“直线辐射”就正好属于“非平衡加速力”状态,最常见的主要有“韧致辐射”和“切连科夫辐射”两种,其他形态的辐射问题我还知之甚少。

    关于“绝对速度计”的,我觉得根据“引力场以太漂移原理”设计的难度太大,除非还有其他更有效的方法,而对朱永强的“粉碎电磁波”原理我始终还没有弄明白,暂时还无法与无法与我的理论扯上关系,大家都可以从各个不同方向进行自由探讨,科学的发展靠的是大家的智慧共同促进的。



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 [19楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/02/04 20:28 

我又想了想,这个实验是明显否定光速不变的,为什么主流物理学界视而不见,噤若寒蝉?
是有意的,还是另有难言之隐?
试想,一大学物理教师,把这个实验介绍给学生,他该怎样面对学生的质疑?
如果他肯定该实验是支持相对论的,他该怎样解释才能让学生对光速不变原理心服口服?
如果他肯定该实验是否定相对论的,他又该怎样解释迈——莫实验,才能让学生心服口服?又该怎样解释质量增大、时间变慢、质能公式等所谓相对论效应?
如果我是他,我是想不出好的办法的,只有避免把该实验和相对论联系在一起。我想这大概是很多主流人士的心态吧?

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 [20楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/04 22:48 

对【19楼】说:

    你放心,这类明显违背相对论的客观事件是不会上教科书的,你要讲教科书上没有的这类问题就不怕丢饭碗吗?问问齐绩是怎么应对的就知道了。

    例如:迈-盖实验在世界上哪所知名大学上过教科书吗?八十多年了,连一个严格的数学推导证明都没啊!

    还有:美国的GPS系统正式运行也有十多年了,其先决条件就是所有的24颗卫星与5个基地站的时钟绝对同步,每隔一秒钟都准时(误差小于3ns)向地面发布一次各自的坐标信息,在这一过程中必然要涉及到异地校钟问题,3ns的校钟精度又只能通过相对速度不断变化(包括空气折射率变化,电离层和所谓的“Sagnac效应”等)的光信号来完成,可是相对论者们却还在那用什么“单向光速不可测”之类的“校钟疑难”来糊弄世人,这不是他们在睁着眼睛论瞎话吗?在相对论者们把持的“科共体”是不会让这类问题进教科书的。



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 [21楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/04 22:59 

对【20楼】说:

      美国的GPS系统从1973年开始直到1994年才组网成功,而事实上地面卫星时钟同步技术,陕西天文台早在1979年就与法国利用"交响乐"同步卫星进行的双向时间比对中,同步误差为8ns;在1985年与意大利利用"天狼一号"同步卫星进行的双向时间比对中,同步误差为0.7ns,可见美国的GPS系统是在这一时钟同步技术成熟之后才组建起来的。不过,在2000年李志刚(孙宏伟排第一)的论文中,从西安到东京用公式计算的Sagnac效应值是93.02ns(单向),而陕西台在2002年公布的数据是87ns,直到2006年6月王晓晗的论文才澄清这一事实,可见理论研究永远滞后于技术应用。

    以上相关数据,主要来源于《宇航计测技术》中孙宏伟的《卫星双向时间比对原理及比对误差估算》一文,在精确度方面与后面87ns的数据有矛盾,可见他们的计算公式是在长期实践探索过程总结出的经验公式,因为他们谁都不敢怀疑相对论才变得如此被动!



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 [22楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/02/05 11:36 

我在去年8月以前对光速不变是提不出质疑的,尽管我也觉得不可思议。
刘岳泉先生对这方面很有研究,领先于其他很多人,很有发言权。如果刘先生能够改一改偏激的言论,也许能够得到更多的支持。

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[楼主]  [23楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/05 15:53 

以后也会有两个飞船之间的“双向比对实验”,
飞船之间的距离L可以利用双向平均光速基本不变来测量,
只要一段时间内L保持不变,就说明两个飞船速度相同了,
飞船的好处当然就是可以选择任意的运动轨迹,包括直线轨迹,

另外,绝对速度计的问题估计主要还是受到主流的抑制,
否则其实也不是想象的那么难,就现有的科技水平,只要愿意冒险向这方面探索,
估计会很快出成果的,只是在思路还没有转变前,主流学者不会去冒这个险,
说个简单的吧,比如一个放大镜有固定的焦距f,当光源、放大镜、焦点处的屏幕一起运动时,
只要设计的巧妙,运动速度足够,估计就会发现屏幕上的聚焦光点变大了,

也可以用一个放大镜聚焦台灯发出的光到一张纸上,然后观察纸上焦点的颜色,
可以看到光点内圈与外圈的颜色是不同的(放大镜的折射作用),
稍微移动纸,就会看到内圆的颜色随之变化,这样就可以同样用上面的方法,
只是观察的不是聚光点的直径,而是聚光点中心的光频率(可以用光纤光谱仪来测量),
总之估计很多电磁和光学实验都有“运动效应”,只是看哪个实验比较灵敏,被哪个幸运儿撞上了?

辐射的问题大可不必局限于“力平衡”的思路,其实只要假设以太存在,
就不难用声波辐射的产生条件来研究光波辐射?
“韧致辐射”和“切连科夫辐射”都是粒子进入“有形介质”后产生的辐射,
当电子进入真空中的磁场时,也会产生辐射,这就令一些学者不明白了,难道真空磁场中还有“物质”吗?
所以他们曾经称其为“磁韧致辐射”,当然也可以暂时直接用电子的速度方向变化来理解,
其实估计电子方向改变后,只是对更多的以太产生了扰动,能量损耗显著增加,从而辐射就很容易被发现了,
直线加速器内的电子在接近光速后,就基本保持匀速运动了,因为辐射阻力与电场加速力平衡了,
那么这个直线辐射为什么迟迟不能被发现呢?原因可能较多,但从回旋辐射被发现的情况看,
也许只要把直线加速器的“光靶”换成透明的(比如在玻璃上镀上透明导电涂层),
再在“透明光靶”后面放一面镜子(或荧光物质),
当然还要在直线加速器侧壁上装个玻璃窗观察那面镜子(荧光物),
或者就用“自由电子激光器”,只是不加“磁摆”,也可以试试,只是要与电子回收转向辐射区分开来,

对以太的研究也不只局限于“绝对速度计”方面,
现在对激光现象的研究进展神速,电子可以被激光脉冲“波前”的“有质动力”加速,
也可以被同一个光脉冲“波后”的“有质动力”减速,这个双向的“有质动力”是什么呢?
光子是肯定解释不了的?所以现在他们称其为“有质动力”,估计最后只有用“真空子”或以太来解释了,
再就是激光驻波的研究,已经可以用激光驻波把原子沉积在“波结”(或叫“波疏”)内,
制造出我找了很久的“原子光栅”(纳米级光栅),
还有就是为什么一个螺线管可以聚焦电子束,却只能令通过螺线管中心的激光产生散射?
总之是各方面的实验积累吧,估计他们逐步会转向“以太假说”思路上来的?




[楼主]  [24楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/08 20:03 

其实现在就有现成的“绝对速度计”,就是迈克尔逊干涉仪,
只不过它测量的是“直线sagnac时差”的二阶效应(具体推导很简单),
只要相对地球的运动速度足够、干涉仪的灵敏度足够,就行了,

空间站相对地球的速度是8000米/秒左右,
一些飞船的速度可以达到30000-50000米/秒,
现在需要落实的就是“光纤迈克尔逊干涉仪”可以达到的灵敏度了,
希望各位顺便帮助注意一下这方面的资料,
 [25楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/08 21:37 

对【22楼】说:
    别怪我偏激呀,而是因为相对论如此幼稚可笑却被那么多人捧为圣典,实在是觉得不可思议呀!还有什么广义相对论,竟然就凭那错误计算结果的所谓“牛顿力学不能解释的43″”,近百年来都没人去验算证实就如此这般地对牛顿理论莫须有地横加指责,天地良心,这些人长着脑袋究竟是干什么的哟?

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相对论一派胡言 物理界混淆是非 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真
 [26楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/08 22:03 

对【24楼】说:

    飞船只要能摆脱地球引力场束缚就能得到30km/s以上的漂移速度,只可惜“光纤迈克尔逊干涉仪”的装置太沉重,它的光臂同样必须安装在可以旋转90°刚体构架座基上,能在多大程度上减轻装置重量是关键。

    飞船之间的“双向比对实验”的关键是如何控制前后两飞船之间因引力场不均匀而形成的引力摄动,同步卫星每天的摆动幅度通常为60km。

      绝对速度计的问题关键是“直线Sagnac时差”二阶效应的测量精度,我无法想象能有什么方法得到如此这般的“二阶直线时差”。



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[楼主]  [27楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/09 21:23 

现在原子钟可以计量的最小时间差大约是ps(皮秒)=10^-12(秒)数量级,
而国内光纤陀螺可以计量的最小时间差一般是10^-21(秒)数量级,
国内光纤迈氏干涉仪可以计量的最小时间差大约是10^-19(秒)数量级,


计算地球自转产生的sagnac二阶时间差(迈克尔逊干涉仪---二阶时间差):
假设:
L=2*臂长*N =100(米),
v=465(米/秒),
则:
sagnac二阶时间差 = 2L*vv/ccc = 2*100*465*465 /27*10^24 = 1.6e-18(秒),
显然这已经大约是10^-19(秒)的10倍了,

可以想见,如果美国在太空站做这个实验,其时间差大约是上面计算值的400倍,
也就是说,最短光臂长度只要有0.025米就可以了?
估计就我国目前的水平,已经可以用“光纤迈氏干涉仪”在地表测量到465米/秒的以太风了,
可惜这个测量不象“卫星双向实验”那样具有实际应用价值,要促成就难一点了,
可能还是要有美国人先来带个头、冒个险才行?






 [28楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/09 22:46 

对【27楼】说:

    国内光纤迈氏干涉仪可以计量的最小时间差大约是10^-19(秒)数量级?不是意味着要达到0.01%个条纹的观测精度,可能吗?即使能达到这一精度用十倍的保险系数最多只能得到定性结果。

    在张元仲的《基础》第27页介绍了一个Miller实验观察到了约10公里/秒的“以太漂移”效应,说后来有人分析指出这个实验听显示的条纹周期性移动,是由于统计涨落和温度变化造成的。统计涨落和温度变化居然能造成如此之大的误差,达不到0.1个移动条纹精度的实验可信吗?

    另据介绍,典型迈克尔逊干涉仪的臂长11米,还要使光束来回反射好几次,1964年用氦-氖气体激光作光源,所测得的漂移上限是0.95km/s,在太空做同样实验能获得多大改进?反正这类实验对于我们这些民科是望尖莫及的。



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[楼主]  [29楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/10 02:13 

“光纤迈氏干涉仪”现在一般给出的是“相位检测灵敏度可达10^-3 rad”,
换算如下(假设用600nm的红色激光):
时间差Δt= 周期/2π*10^3 =(波长/c)/2π*10^3 = (600纳米/c)/2*3.14*10^3 = 3.2e-19 秒,
应该没有问题吧?

现在一般是检测的两路光的偏振面相对偏转角度,
如果转盘刻度的分辨率是1度,可测量的位移量L=波长/360 =1.6纳米,
如果转盘的刻度分辨率是1分,可测量的位移量L=波长/360*60 =0.028纳米,
就算是L=0.1纳米,时间差=0.1纳米/c =3.3e-19 秒

就是因为“光纤迈氏干涉仪”不象光纤陀螺那样往返光路是同一光纤---具有嘈声“互易性”,
所以其可测时差才比光纤陀螺少两个数量级,
而且我说的光纤陀螺测量时差10^-21秒只是国内一般的商品级产品,
估计国外实验室级的可测时差还要高出至少2个数量级,
相应的“光纤迈氏干涉仪”的可测时差也会高出至少2个数量级,
(特别是航天级的产品,如果把光臂放在恒定低温、磁屏蔽箱内的话,嘈声还会大幅下降),

这个实验确实不是我们力所能及的,不过“卫星双向实验”也不是呀,我们还是可以加以关注?
如果美国真的很快在太空站做这个实验的话,估计成功的可能性很大,
其意义可能远大于那个“背景辐射各向异性实验”?





 [30楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/10 20:29 

对【29楼】说:

    对于实验技术方面的问题,你是高手我是外行,光纤迈氏干涉仪的“相位检测灵敏度可达10^-3 rad”的确不可思议。因为迈氏干涉仪所检测的相位差并不是两个干涉条纹同时观测的,而是待仪器旋转90°前后两次观测对比的结果,可见对仪器的稳定性要求有多高了,这种情况下的科氏力肯定要对观测结果造成重大影响,在人造地球卫星上也同样要受引力场不均匀摄动的严重影响。

    不过,在四十年以前的所有迈-莫实验中,通常的干涉条纹相位差都达到零点几,如果现在能提高4个有效数量级,那么早就能测到漂移速度小于1m/s的实验精度了,可是根本就查不到相关资料。



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