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真空光速作为物理学中的一个基本常数的来源
[楼主] 作者:酸草莓评论家  发表时间:2008/06/06 22:35
点击:1497次

关于定义

定义经历了三个时期。

1889年第一届国际计量大会通过:长度的国际标准是一根铂铱合金棒,叫做国际原器,原器的两条刻线间的距离为1。这是经典物理学时代的产物,他是用实物基准来定义长度单位的

1960年第十一届国际计量大会通过:1等于86Kr原子的2p10和5d5能级之间跃迁辐射在真空中波长的1650763.73倍。他是原子和量子物理学发展的结果,他是用量子跃迁得物理效应来定义和复现的单位

1983年通过第十七届国际计量大会通过:1是光在真空中在1/299792458s的时间间隔内所传播的路径长度。长度的单位实质上不再是独立的基本单位,而是由时间或频率通过光速c来导出的单位。

重新定义的意义在于:把真空光速值规定为 c=299792458m/s这个固定常数,真空光速值在物理学中不再作为一个可以测量的量,而是作为一个换算常数,并把他作为物理学中的一个基本常数规定下来。由于采用新使真空中的光速值保持不变,能够提高测量其他基本物理常数的精度。另外,也有可能在真空光速值的基础上,使其他物理量的基本单位也用基本常数来定义

由于光速已成为定义值,它的不确定度为零,不需要再进行任何测量,从而结束了历时300多年精密测量光速的历史。
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[楼主]  [2楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/06 22:41 

哈哈,任你72变,也逃不出不变的手掌心
 [3楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/06 22:59 

宇宙中不可能存在任何“绝对的常数”。
[楼主]  [4楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/06 23:28 

对【3楼】说:

 你想说什么?圆周率是不是一个"绝对的常数"?为什么?

√2又是什么数?

物理学家从来不在乎"绝对"的数值,只在乎数据精度能否得出他所需结果,就如只在乎圆周率、√2精确到第几位才满足计算一样。

 [5楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/06 23:35 

圆周率和2的平方根在数学上是无理数,在实际上是无确定值但有近似值的有理数。
[楼主]  [6楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/06 23:43 

对【5楼】说:
那圆周率是不是常数?
 [7楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/06 23:45 

根据麦克斯韦方程组,C=1/sqrt(εμ)。我坚信:在地球上测量到的光速值与在太阳上测量到的光速值肯定存在差别。
 [8楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/06 23:47 

圆周率不是常数,是变数,是无限不循环小数。在实际应用中只能取其有效近似值。
[楼主]  [9楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/06 23:59 

对【8楼】说:


不说圆周率是不是常数问题
按你这么说,√2也是无限不循环小数,在实际应用中也只能取其有效近似值,也算是变数了?
[楼主]  [10楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/07 00:06 

对【7楼】说:

麦克斯韦方程组比相对论还早,
若他方程组(象你理解的那样)放之四海偕准,早反了相对论,怎能让相对论反了他?
 [11楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/07 00:08 

是的。如果精确到厘米,一个边长10厘米正方形的对角线长为14厘米,一个边长100厘米正方形的对角线长为141厘米,一个边长1000厘米正方形的对角线长为1414厘米......2的平方根、圆周率、e等都只是数学符号而已。
 [12楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/07 00:11 

回10楼:
只因我们都是地球人,不是太阳人,更不能到太阳上去。何况我们尚未有能力改变真空的物理性质。
[楼主]  [13楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/07 00:29 


\只因我们都是地球人,不是太阳人,更不能到太阳上去。何况我们尚未有能力改变真空的物理性质。
-------------------------
还是要去靠上太阳上测才算啊。呵呵,之前坚信在那了?

[楼主]  [14楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/07 00:31 

平阳睡狮,顺便也把数学反了吧。呵呵
 [15楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/07 00:37 

宇宙中的能量绝对不是均匀分布的,光速可变就象声速的大小随空气的温度变化而变化一样,在理论上是可以预见的。真空中的光速在宇宙中绝对不是一个常数。
 [16楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2008/06/07 09:36 

  长度“米”定义的历史表明,对“米”的定义,一般来说,越当代将可能越精确!!!显然,用“真空光速值”来定义“米”,这比历史上“米”的定义更合理!!不过,怎样来定义“真空”呢?“1983年通过第十七届国际计量大会的人们”,他们找到“绝对空无一物”的某环境“绝对真空”了吗??“299792458”这个数据背后好像是“299792458≈299792458±x”吧。
  今天的“米”精度,已经是精度“顶峰”了吗?…
  关于光速常数,如果要考虑C=1/sqrt(εμ)的话,显然今天距离某个“固定值”还远着呢!!
  如果看到了今天的测量成果就得意忘形,1960年“用量子跃迁的物理效应来定义和复现米单位”的人们,他们应该摆上十里宴席自我庆贺,因为原子量级的“86Kr原子的2p10和5d5能级之间跃迁辐射在真空中波长的1650763.73倍”这种测量手段除了特别专家而外,普通学者似乎想都想象不出来…
  关于其它常数,实际上不过是一个符号而已,原子量好像是用C12为基准去衡量的吧,是不是“不用C12为基准就绝对不行呢”?1、2、3等也算是常数吧,何必例举圆周率、根号n呢?好像二进制、八进制、十六进制中,1、2、3不是这样写的吧。数量“1”可以是一个鸡蛋、一个原子、一个地球…,这个“1”客观上只是某层次物质的一个“量值”,“1”里面甚至还有若干预料外的内容,该不会每个鸡蛋都一模一样吧…
 [17楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/07 17:24 

酸草莓评论家应该语塞了吧?!
[楼主]  [18楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/07 19:09 

对【17楼】说:

错矣,错矣,有“国际计量大会”这个金漆招牌挡箭,有如下最高指示,一句顶千句,何需多费口舌!

真空光速值规定为固定常数 c=299792458m/s;1是光在真空中在1/299792458s的时间间隔内所传播的路径长度。

哈哈,要去就去什么“国际计量局”抗议游行示威去,与我无关。

 

 

国际单位制的长度单位"米"(meter,metre)起源于法国。1790年5月由法国科学家组成的特别委员会,建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位--米,1791年获法国国会批准。为了制造出表征米的量值的基准器,在法国天文学家捷梁布尔和密伸的领导下,于1792~1799年,对法国敦克尔克至西班牙的巴塞罗那进行了测量。1799年根据测量结果制成一根3.5毫米×25毫米短形截面的铂杆(platinum metre bar),以此杆两端之间的距离定为1米,并交法国档案局保管,所以也称为"档案米"。这就是最早的米定义。

由于档案米的变形情况严重,于是,1872年放弃了"档案米"的米定义,而以铂依合金(90%的铂和10%的铱)制造的米原器作为长度的单位。米原器是根据"档案米"的长度制造的,当时共制出了31只,截面近似呈X形,把档案米的长度以两条宽度为6~8微米的刻线刻在尺子的凹槽(中性面)上。1889年在第一次国际计量大会上,把经国际计量局鉴定的第6号米原器(31只米原器中在0℃时最接近档案米的长度的一只)选作国际米原器,并作为世界上最有权威的长度基准器保存在巴黎国际计量局的地下室中,其余的尺子作为副尺分发给与会各国。规定在周围空气温度为0℃时,米原器两端中间刻线之间的距离为1米。1927年第七届国际计量大会又对米定义作了严格的规定,除温度要求外,还提出了米原器须保存在1标准大气压下,并对其放置方法作出了具体规定。

但是使用米原器作为米的客观标准也存在很多缺点,如材料变形;测量精度不高(只能达0.1μm)。很难满足计量学和其他精密测量的需要。另外,万一米原器损坏,复制将无所依据,特别是复制品很难保证与原器完全一致,给各国使用带来了困难。因此,采用自然量值作为单位基准器的设想一直为人们所向往。20世纪50年代,随着同位素光谱光源的发展。发现了宽度很窄的氪-86同位素谱线,加上干涉技术的成功,人们终于找到了一种不易毁坏的自然标准,即以光波波长作为长度单位的自然基准。

1960年第十一届国际计量大会对米的定义作了如下更改:"米的长度等于氪-86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍"。这一自然基准,性能稳定,没有变形问题,容易复现,而且具有很高的复现精度。我国于1963年也建立了氪-86同位素长度基准。米的定义更改后,国际米原器仍按原规定保存在国际计量局。

随着科学技术的进步,70年代以来,对时间和光速的测定,都达到了很高的精确度。因此,1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会上又通过了米的新定义:"米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度"。这样,基于光谱线波长的米的定义就被新的米定义所替代了。

 [19楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/07 21:31 

无需推卸责任,如果你不坚持,我们就没必要争论这个问题了。但是我的观点是:光速不是常数,光速也要变化。
 [20楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2008/06/07 21:53 

  1983年到2008年都已经25年了,老皇历未必不发黄!!
  毛泽东算得上一代伟人吧,那年头的某些“最高指示”现在早都已经过时了。“国际计量大会”这个金漆招牌的漆水早就不鲜了,当今科技测量手段还是25年前的水平吗?“299792458≈299792458±x”如果没人知道的话,且不说是否存在个别国际蛀虫类杂质分子,至少不难推理,相关的“国际水准”衡器大概就是因为某种“国际腐蚀”没有人过问,所以早就失去当年的光彩了,相关精度还有必要争议吗?…
 [21楼]  作者:58.37.80.*  发表时间: 2008/06/08 00:25 

楼主很悠闲,和这种白痴说什么?
[楼主]  [22楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/08 13:31 

对【19楼】说:
哈哈,你的光速可变没实验或观测支持的。就是太阳表面光速,在地球上也可观测的。只要分析来自这些星体的金属元素谱线结构,即精细结构常数,宇宙深空再遥远的光,也知C在传播中是否变化了。
 [23楼]  作者:likeran  发表时间: 2008/06/08 14:29 

我觉的21楼主和某人是不是同一个人呢,用着两个或多个用户名??!!大家说说看
 [24楼]  作者:likeran  发表时间: 2008/06/08 14:33 

就凭21楼主的道德思想修养就可以肯定是与耐性和理性的科学世界是绝缘的
我们用不着跟他那种人理论
多余!!
 [25楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/08 18:24 

to 酸草莓评论家:
你可以查阅一下关于来自太阳的光谱观察的资料,如果我没记错的话应该是:来自太阳的光谱存在普遍红移,且有东边大于西边,中心较小。尚没有哪个理论能给出完美的解释。
[楼主]  [26楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2008/06/08 19:11 

红移当然是两边不一样啦,多普勒-斐索效应,还有相对论引力红移。

 [27楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/08 19:36 

太阳的红移
  1907年哈姆发现太阳边缘有与自转无关的小量红移。两条铁谱线与日面中心的相比,红移了+0.012埃。同年,海耳和W.S.亚当斯指出,他们所观测的谱线在日面边缘都有红移;而且波长越长,红移越大。此后发现除红移外,还有谱线轮廓的复杂变化。现在,任何解释太阳谱线红移的理论必须同时能说明下列观测事实:日面中心的红移(绝对值)为广义相对论所预期的引力红移的一半;红移从日面中心到边缘有变化,而且东边缘红移超出西边缘红移;谱线轮廓不对称性从日面中心到边缘的变化,特别是当到达边缘时不对称性消失;不同谱线的红移量之间存在一定的差别;有一些谱线的红移从日面中心到边缘没有变化,等于广义相对论红移。迄今对此还没有一种令人满意的解释。
 [28楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2008/06/09 09:38 

  光速是否可变,本论坛曾经发生过相关主题的“血战”!!

     “血战”结果,“光速不变原理”被否定(相关历史http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-89701-1.html  今天的“光速是否可变”讨论的剧烈程度差远了!!…

 [29楼]  作者:222.74.58.*  发表时间: 2008/06/09 14:20 

如果用光速测量距离,由于光子的运动轨迹是任意的,最先到达目的地的光子到达的时间无法统一,每一次都有区别,因此,就这一客观事实而言,光速不是一个常数。但是不论用光速测量多远的距离,其误差都是一定值,从这一事实上看,光速可以被相对的认为是一个常数。
 [30楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/06/09 18:22 

C变是因ε、μ变,与V无关。

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