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【讨论】光速不变原理有实验证据吗?
[楼主] 作者:黄新卫  发表时间:2008/02/13 12:48
点击:1817次

光速不变原理有实验证据吗?

    爱因斯坦在1905年发表的论文《运动物体的电动力学》中提出了两个基本假设:1相对性原理;2.【光速不变原理:在所有惯性系中,真空中的光速具有相同的量值c。也就是说,不管光源与观察者之间的相对运动如何,在任一惯性系中的观察者所测量的真空中光速都是相等的。】
    第二个假设与实验结果一致,但显然与伽利略变换不相容。爱因斯坦以这两个基本假设为基础,导出了能正确反映物理定律的相对性变换式。(以上内容引自高等教育出版社1982年12月第4版《普通物理学》3,由程守洙、江之永编写)

    光速不变原理是指什么?是指所有介质如真空、玻璃、水、空气中光速都相同吗?显然不是。是指同一介质中光速各向同性吗?也不是,如果是,那么我们也可以说声音速度不变。光速不变原理是指在所有惯性系中,真空中的光速具有相同的量值。
    按照常规逻辑思维,如果在一个惯性系中测量的光速v=c,那么在另一个惯性系测量的光速v=c±u,u为两个惯性系之间的相对运动速度。狭义相对论的光速不变原理与常规逻辑思维相违背,这引起了众多质疑。可是相对论的支持者却逐渐占了上风,声称光速不变原理得到大量实验证明,没有一例与之相违背,因此必须放弃常规逻辑思维,才能领会相对论的深奥。

    那么我们考察一下历史,光速不变原理有实验证据吗?
    张元仲在《狭义相对论实验基础》一书中这样说:对于爱因斯坦的光速不变原理(光在真空中总是以恒定速度c传播着,这个速度与光源的运动速度无关),可以分以下几个方面进行检验:(1)光速是否与光源的运动速度无关;(2)各种不同频率的光波的传播速度是否相同;(3)光速是否各向同性;等等。
    再看书中列举的实验,有三大类型:
    1.闭合光路实验,包括迈克尔逊--莫雷实验、Jaseja等用氦--氖气体激光器做的迈克尔逊--莫雷型实验、回路干涉仪实验、Kennedy--Thorndike实验等;
    2.单向光路实验,包括两梅塞实验、转动圆盘的穆斯堡尔效应实验、两莱塞实验等;
    3.运动光源实验,包括双星观测、干涉仪实验运动介质实验、高速微观粒子的γ辐射等。
    张元仲研究员还这样说:在这方面所做的大量实验,其目的是检验光速是否各向同性以及光速与光源运动是否相关。正如后面论证的,至今实验检验的只是回路光速的不变性。

    请注意:
    以上闭合光路实验和单向光路实验只是证明,地球表面测量的光速具有各向同性的特征,而运动光源实验只是证明光源运动不影响光速。而没有一个实验证明,观察者相对光源运动,测量的光速仍然不变!
    以上所有实验都是在地面这一个近似惯性系进行的,而没有一个实验是把观察者置于另一个相对地面运动的惯性系来检验光速是否还是c!
    只在一个惯性系做的实验,能证明在所有惯性系中结果都相同吗???
    【光速不变原理:在所有惯性系中,真空中的光速具有相同的量值c】,这一基本假设没有得到任何实验证明!

    有人会问:运动是相对的,观察者相对光源运动和光源相对观察者运动有什么区别吗?
    当然有区别!观察者位于地面不动,而声源相对地面运动,观察者检测到的声波速度是恒定的。而声源位于地面不动,观察者相对地面运动,观察者检测到的声波速度还是恒定的吗?我们能根据声源相对地面运动、观察者检测到的声波速度不变,就断定观察者相对地面运动、检测到的声波速度还是不变吗?

    可以看出,狭义相对论的【光速不变原理:在所有惯性系中,真空中的光速具有相同的量值c】,没有得到任何实验证明!
    《世界上严肃的科学家冷眼看待相对论》一文中,著名的物理学家康特(W.Kantor)剖析了60多个相对论"实验验证"的第一手资料后认为:"全都基于错误的方法或无效的逻辑"。我想康特剖析的60多个相对论"实验验证"应该包括以上众多光学实验。
    如果硬要说迈克尔逊--莫雷等实验是证明光速不变的有力证据,那么也可以说太阳从东方升起、往西方落下,也是证明地球中心学说的有力证据!



※※※※※※
《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
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 [2楼]  作者:silin007  发表时间: 2008/02/13 15:05 

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[楼主]  [3楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/02/13 20:05 

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 [4楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/13 20:15 

    没有!除迈-莫实验之外,历史上所有相关的著名实验都是对相对论“光速不变原理”的直接否定!!!

 

    不信就去看看我的论文。



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[楼主]  [5楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/02/13 20:28 

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 [6楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/13 21:10 

对【5楼】说:
    不能?那是因为你还并不知道狭义相对论在相关数学方法上是如何瞒天过海或偷梁换柱的。过去你一直没有把精力用在这简单的光速问题上,你也一直都是高度相信百年来这么多高手不会在这简单的问题上犯糊涂。

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[楼主]  [7楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/02/13 21:18 

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 [8楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2008/02/14 00:13 

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 [9楼]  作者:silin007  发表时间: 2008/02/14 07:26 

作者:吴沂光 发表时间: 2008/02/14
实际上,单向光路实验在相对性原理框架下,严格证明了光速不变。

请吴先生简要的介绍一下:单向光路实验在相对性原理框架下,是怎么严格证明了光速不变的好吗?
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[楼主]  [10楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/02/17 12:46 

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 [11楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/17 22:31 

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 [12楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/17 22:48 

对【11楼】说:
    与我的看法是一致的,我同样不知道这些相关公式是怎么来的,但横向多普勒效应公式在我的理论中是必然存在的,因为光行差存在的客观性,如果没有横向多普勒效应也同样可以否定我的整个理论。

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 [13楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/17 23:05 

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 [14楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/17 23:48 

对【13楼】说:

    著名的物理学家康特(W.Kantor)剖析了60多个相对论"实验验证"的第一手资料后认为:"全都基于错误的方法或无效的逻辑"。

====================================这句话我的确相信,因为在我所知道的所有实验和观测事实中,找不出真正符合相对论(包括广相)理论结果的,所以我对“引力红移”,“引力时钟减慢”,“光线偏转”数据,以及雷达波返回延时实验等等,尽管我的引力场以太理论也能定量解释,但我一直都是持保留态度。

    我曾提到的“夏皮罗效应”,就是指这“雷达波返回延时”的光速引力场减慢实验。



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 [15楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2008/02/18 08:37 

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 [16楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/18 16:21 

对【12楼】说:

 

好象是这么回事:

假设:垂直于原子束的光程为L(一个垂直金属管),电磁波与原子束的夹角=A,
如果射入管道内的电磁波角度发生微小改变,则L变成偏斜的L',
假设L'/c=T,

已知:原子束速度=u,以太速度=v,那么:cos(A)=vT/L',

经典多普勒公式:f1= [c/(c-u)]fo
对于任意角度下有纵向分量形式:
f1= [c/(c-u*cosA)]fo
=[c/(c- uvT/L')]fo
=[1/(1- uv/cc)]fo


Δf= f1 - fo = [1/(1- uv/cc)]fo - fo
= [1/(1- uv/cc) - 1]fo
= [cc/( cc-uv ) - 1]fo
= [uv/( cc-uv )] ]fo
= [1/( cc/uv -1 ) ]fo
≈ (1/cc/uv)fo
= (uv/cc)fo

 

 

 [17楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/18 17:27 

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 [18楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/18 18:43 

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 [19楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/18 21:22 

这个事我简单解释一下,
半导体激光器没有谐振腔和驻波的问题,
是P-N结发光,是一个很小的发光点,红光是四射的,不是定向发光的,
必须用一个放大镜把光聚焦后,出射光才具有不错的方向性,
所以一般的玩具激光器就只有一个聚焦透镜(放大镜),
我用的激光器只是把放大镜换成一个望远镜(一凸,一凹),
这样可以调节聚焦点的位置(变焦距),

先不管理论假设怎样解释才合理吧,
现实的实验结果是:横向sagnac效应测不到,
那么相应的纵向sagnac效应是否可以照样存在呢?
从王汝永实验和卫星校钟的情况看,应该是存在的,
至少还不能完全用横向sagnac实验来否定纵向sagnac效应,

另外有一个事实也许大家也注意到了,
就是正在标准M-M实验一步步改善的时候,出现了激光,
按说以前使用的钠光源方向性比较激光差多了,激光的发现按说是如虎添翼,
至少激光可以增加反射次数,光臂长度因此可以提高不少吧?
可奇怪的是他们好象并没有按照这个思路去改善已有的实验,
而是转向“透明固体细棒”和“互垂激光谐振腔”的实验,
也许他们认为只要精度足以否定30km/s就可以了?没有必要去测量465m/s?
结果使得“上限”并没有多少改进,只是从原来的1.5km/s改进到0.95km/s,
难道激光比钠光的优势就仅此一点点吗?

不仅如此,后来的进一步的高精密实验都转向了“横向多普勒效应”,
这样测量465的问题似乎已经走进了一个死胡同?我的“大铁盆”也是如此,
那么这个M-M实验还有没有必要重新按原始的方法继续做下去呢?
时空的断点似乎在1930年(Joos给出上限:1.5km/s),但愿有人能继续下去,这个险值得冒?
(要是能找到1930年Joos做的M-M实验资料就好了)







 [20楼]  作者:hudemi  发表时间: 2008/02/18 21:54 

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 [21楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/18 22:33 

“已经测到!”是什么意思?你是说用光纤陀螺已经测到了?
我现在说的是用标准的M-M干涉仪测量出465m/s,这你知道的呀?
 [22楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/18 22:37 

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 [23楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/18 22:42 

对【20楼】说:
    我相信,可是难道象我国的“科共体”们刻意隐瞒迈-盖实验那样找不到公开资料?都来搜索“Generalized Sagnac Effect”试看?

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 [24楼]  作者:hudemi  发表时间: 2008/02/18 22:44 

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 [25楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/18 23:11 

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 [26楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/18 23:40 

“我相信测量地球自转是完全可能的,但是现在把“上限”停留在0.95km/s的水平,我认为其目的只是为了否定30km/s的效应,而地球的自转效应都明知已有“M-G实验”结果就无虽再做这种花钱不讨好的类似同样实验了,”

好象还不是这么简单,否则也没有必要再做精度更高的3个横向多普勒实验了?
估计是正方与反方各做各的实验,用以证明各自的理论,
张元仲显然只挑选对相对论有利的实验,
而我们需要寻找或继续那些对加利略时空有利的实验证据?
也许支持加利略的学者没有意识到测量出465的意义何在?

这个老黄搞什么鬼?其他回路不就是陀螺了吗?这还要想几天吗?
 [27楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/18 23:57 

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 [28楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/19 00:08 

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 [29楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/02/19 00:34 

对【28楼】说:
    我说是他张冠李戴弄进来的,写得清楚无非是想把官冒戴得象模象样,后面他不是又承认这冒子不是他的了吗?

    事实上多普勒效应的频率并不能代表速,声源运动时频率改变却并不影响速度,现在将光速定义为频率与波长的乘积是错误的,地面东西方向之间存在波长差异却因为这种循环定义而无法区分,所以才使人们不能接受东西方向存在光速差异的事实。

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 [30楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/02/19 00:42 

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