[43楼] 作者:fuj0 发表时间: 2008/07/15 09:00
[45楼] 作者:董银立 发表时间: 2008/07/15 12:45
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[43楼] 作者:fuj0 发表时间: 2008/07/15 09:00
[45楼] 作者:董银立 发表时间: 2008/07/15 12:45
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说的都对,
激光陀螺测量的是由于谐振腔“相对长度”改变后引起的频率差, 所以当频差很小时,会产生干涉条纹的移动, 于是光电管内就产生了明、暗交替的光电流, 角速度越大,谐振腔“相对长度”差越大,差频(拍频)越高,条纹移动速度越快,光电流的变化频率越高, 当差频过高时,干涉条件被破坏,干涉条纹消失, 光纤陀螺中的光频率是完全相同的,当角速度一定时,干涉条纹就固定不动了, 如果角速度变化到某固定值,条纹才会随之变化到某固定位置, 光电管就是测量的这个条纹的固定位置, 由于中心干涉环的“吞吐”是明暗变化---反映了条纹移动量, 所以一般只要用一个光电管测量干涉环中心亮度变化就可以了, |
楼上 说的都对 ////////// 难道你也认为100年前就有显微摄像机???萨克试验的干涉条纹宽度只有0.00000001米。 |
MM,萨克效应,麦盖试验等这些涉及光干涉的试验都要计算两束光的差fringe shift 这个FRINGE SHIFT 具体中文物理名词是什么??? 有人叫它干涉条纹移动数目。 这个名字容易让人产出联想:认为试验者是在测量条纹移动距离来验证公式的。 我不清楚萨克效应试验观测的是干涉条纹的什么变化。 MM试验观测的是最亮条纹的宽度变化。 麦盖试验观测的是大小环路产生的两个中央干涉条纹之间的宽度。 |
“MM试验观测的是最亮条纹的宽度变化。
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对【5楼】说: 这是我自己做的M-M激光干涉仪,
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你关于萨克效应的条纹宽度的问题很好。
MG试验设计的很巧妙。 最理想的是比较环路的两套干涉条纹:一套是地球不转形成的,一套是地球转动形成的。但是这是不可能的。 还有一个方案是将设备放在两个纬度去观测。因为不同纬度会导致设备自转速度不一样。但是设备太大,无法搬运。 为了解决这个问题,麦盖在大环路里边加了一个小环路。两个环路看上去像个“日”字。两个环路用同样的光源和接收器。假如地球不转,两个环路形成的中央干涉条纹应该重合。由于地球自转,大环路的光程差较大而小环路的光程差非常小。这样小环路形成的中央干涉条纹位置基本不变,而大环路的中央干涉条纹位置会显著变化。这两个干涉条纹的间隙宽度反映了地球自转。 这里边有两个问题,你可以思考一下: 1,根据公式计算出来的fringe shift和实际观测的中央条纹间隙宽度的波长倍数不等。需要另外一个公式将“计算出来fringe shift”和“实际观测的中央条纹间隙宽度”联系起来。MG没有给出解释。 绝对静止以太系:fringe shift=4*面积*地球角速度*SIN(纬度)/(光速*波长),这个公式和萨克效应公式一样。 面积=2010*1113英尺, 纬度=41度46分,波长=5700*10^-10米 观测到的间隙宽度=0.23个fringe shift 2,麦盖试验“验证”了绝对静止以太,而MM试验否定了绝对静止以太。若你认为有以太,你将如何解释两个试验。这使得董银力比较头疼。
不知道你想知道MM试验什么细节部分。 我把它的试验数据处理描述一下: MM测量的是最亮条纹宽度。但是他没有给出条纹的具体宽度,因为MM关心的是条纹的宽度变化。他们只记录了测量工具的旋钮转了多少圈。旋钮转动圈数变化反映了条纹宽度变化。经过求平均值,MM发现圈数变化不显著。
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一般认为:干涉环每“吞吐”(或“缩入”)一环,则对应的光程差变化一个波长的长度,
或者也可以记数亮条纹经过某观测点P的数量n,光程差变化量就是ΔL=nλ, 可是对于n小于1的情况,就只有先测量出P附近的条纹间距L, 再测量出亮条纹移动的距离h,那么n=h/L,比如MG实验中是n=0.25, 由于L对应着一个λ的光程差变化,所以这个n=0.25也可以认为是两束光到达P点的时间差或相位差变化, FRINGE SHIFT的直译当然是“边缘移动”了?或者边缘移动量吧, 其实要带到sagnac公式里的话,严格的说是(FRINGE SHIFT/FRINGE distance)=4Aω/cλ, 如果:FRINGE SHIFT = FRINGE distance 那么:ω=cλ/4A 其实M-M与M-G实验在某些方面并不矛盾,而且是相互印证的? 如果M-M没有发现“公转以太风”,而M-G实验却发现了“公转以太风”,那才叫产生矛盾了? 我认为这两个实验可能都反映同一个事物的两个侧面,对这个“事物”目前有3种猜测: 1、地球万有引力使得其周围的以太跟随其一起公转,所以M-M实验结果为零, 2、整个太阳系内的以太与地球一样服从开普勒定律,所以M-M实验结果为零, 3、地球表面以太受到地球的拖动,跟随地球同步运动,所以M-M实验结果为零, 第3种猜测显然只能解释M-M实验,但解释不了M-G实验,也许应该放弃, 剩下的两个猜测似乎都有些道理,一时难以判断取舍, 第2种猜测认为: 从托克马克实验看,要实现太阳系爆炸时那种高压、高温的等离子环境, 必须有极强的磁场(我们叫以太旋涡)才行, 这可能预示着在太阳诞生的前期就已经存在一个巨大的以太旋涡---强磁场环境了, (那么这个东东是由何而来就暂时不多分析了) 这就是说在太阳诞生前,以太可能就已经按照类似开普勒定律那样的行星角速度(或线速度)分布了, 所以以太与地球是同步公转的,至于为什么地球上感测不到这个莫须有的强磁场呢? 也许有两个主要原因: 一是地球与以太一起公转,并没有相对以太运动, 二是最近常与刘、沈说起的---长螺线管外侧磁场很小,几乎为零, (太阳中心的磁场可能大得惊人,只是表面黑子的磁场就有0.5T,是地磁的10000倍) 而地球与太阳的身世显然不同,恐怕难以在其附近形成强大的以太旋涡---强磁场, 当然以太也就不会与地球同步运动了,这样自然就得到了MM和MG的结果? 第1种猜测也有道理,既然以太具有静质量,那么也应该受到地球的引力作用, 地球在公转时,一定要拖着它一起走,不会认其自流,不无道理吧? 而地球的自转也只能影响到很少数的以太跟随其旋转,远不足以影响到光的传播, 所以就有了MM和MG的结果, 不过这些都还只是一些猜测而已,距离实证还有一段距离, 要等待“相对速度计”(相对以太)的出现才行,不过估计也不会很久远了, |
可是对于n小于1的情况,就只有先测量出P附近的条纹间距L, 再测量出亮条纹移动的距离h,那么n=h/L,比如MG实验中是n=0.25, ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 第一次听说,你从哪里看到的? 如果n是整数,假如你无法记录条文的吞吐过程,只能看见稳定的条文(比如萨克试验,我不相信环路里边有个摄像机),你如何判断条文的变化。 |
我说的是现在一般的情况,MG测量地球自转有其特殊性,
你不是已经十分巧妙的介绍过了吗?呵,多谢,如果允许,我要拖回“窝”里了? 以前确实没有细想过这些细节, 只是感觉既然现在的光纤陀螺可以很简单的测量出地球自转引起的相位差, 那么当时的实验只要光程足够,应该也不难, 而且现在的说法也挺乱,有些资料上说MG是利用下水道做的,到底是个什么样样也不清楚, 这样一个历史上意义重大的实验,现在却要东拼西凑的收集零星资料才略知一二,有点奇怪吧? 可是看看MM实验,随便搜索一下就有大量很详尽的说明(除了一些细节), 教科书里对MM寻找以太的失败更是长期被学者们津津乐道,这样的一种反差也实在大了点? 刘岳泉经常是逗闷子的,对他说的话不能太认真,否则会被气晕的,呵, 他现在是脚踩两条船,跳的摇摆舞,以太有用就用一下,孤波、能级跃迁好玩就爱不释手, 我真担心他以后怎么把这些乱七八糟的概念理顺了,吃杂了恐难以消化呀,嘿嘿, 趁他这几天忙于磁通小子化,可以随便挤兑他一下, 不过理论上说,也许光纤陀螺确实可以测量东西方向行驶的“大船”速度?呵呵, 只要把多出来(或少了)的角速度转换成线速度就可以了? 只是别遇上风浪,否则老刘自己也会晕的, |
你按照我转抄的公式计算一下MG试验的理论fringe shift,看看和观测值一样吗。我计算结果不一样。
我又想了一下,光线陀螺仪是可以测大船速度。但是这只是因为大船在围绕地球做圆周运动,不是惯性系的缘故。如果在惯性条件下,萨克效应条文不会因为设备平直移动而改变。因此伽利略相对原则没错。 |
我试试吧,最怕算帐了,所以钱总不够用,呵,主要是单位换算吧,
萨克效应条纹因光纤平直移动而改变的实验已经有了,王汝勇的实验应该知道的吧? 只是需要有同一回路的静止光纤作为参照,所以还难以作为“速度计”使用, |
萨克效应条纹因光纤平直移动而改变的实验已经有了,王汝勇的实验应该知道的吧?
只是需要有同一回路的静止光纤作为参照,所以还难以作为“速度计”使用, ///////////////////////////////////////////////////////////////////// 第一次听说,难道在地球上能找到纯惯性系?那个光纤不是很灵敏吗?在赤道上作试验还差不多,仪器一定要躺着,不能立着。 |
萨克效应条纹因光纤平直移动而改变?
那岂不就可用于测速(平直移动)了? 有了这样仪器吗?没有! |
只是需要有同一回路的静止光纤作为参照,所以还难以作为“速度计”使用
--------------------------- 参照什么?静止光纤里光速、波长等参数不是固定了么?那还需这根静止光纤干嘛? |
第1种猜测也有道理,既然以太具有静质量,那么也应该受到地球的引力作用, 地球在公转时,一定要拖着它一起走,不会认其自流,不无道理吧? 而地球的自转也只能影响到很少数的以太跟随其旋转,远不足以影响到光的传播, 所以就有了MM和MG的结果 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 能拖不能转的以太是保不住的。只要以太不和地球同转,那么在地表必有以太风,速度是40000公里/24*3600=462米/秒。 MM试验的设备比较简陋,测不出小的以太风。 后来技术发展了,MM设备更先进了,能够测出非常小的fringe shift。1974年的试验结果:以太风的上限速度是0.025米/秒。以后的试验把上限测得更低。 In recent times versions of the MM experiment have become commonplace. Lasers and masers amplify light by repeatedly bouncing it back and forth inside a carefully tuned cavity, thereby inducing high-energy atoms in the cavity to give off more light. The result is an effective path length of kilometers. Better yet, the light emitted in one cavity can be used to start the same cascade in another set at right angles, thereby creating an interferometer of extreme accuracy. The first such experiment was led by Charles H. Townes, one of the co-creators of the first maser. Their 1958 experiment put an upper limit on drift, including any possible experimental errors, of only 30 m/s. In 1974 a repeat with accurate lasers in the triangular Trimmer experiment reduced this to 0.025 m/s, and included tests of entrainment by placing one leg in glass. In 1979 the Brillet-Hall experiment put an upper limit of 30 m/s for any one direction, but reduced this to only 0.000001 m/s for a two-direction case (ie, still or partially entrained aether). A year long repeat known as Hils and Hall, published in 1990, reduced this to 2x10-13. |
对【15楼】说: 参见我给fujo的回复,不知什么原因,回帖又在被审查了,要等会, |
对【14楼】说: 这里不能上传附件,实验论文只有屈身到“窝”里来看了: 原文是英文的(王老师现在美国),怕国内看不清楚, 不是说直接用光纤陀螺就可以测量速度了,那是老刘在跟你开玩笑,呵, |
“能拖不能转的以太是保不住的”, |
要想了解‘光干涉条纹的宽度(间距)和移动’的规律性,要去看《波动光学》,都是一些非常基本的实验知识,一个星期的时间就足够了。
‘条纹宽度’对应于‘波长和周期’。 ‘条纹移动’对应于‘光程差的变化’;只要光程差一定,条纹就是稳定的;只要光程差变化,条纹就移动。 ‘条纹移动’指‘条纹位置的变化’;只要光程差一定,条纹位置就一定;只要光程差不同,条纹位置就不同。 ‘条纹移动量’指‘条纹位置的变化量’,对应着光程差之间的改变量。 |
你说的没错,这是一般的情况,不过M-G实验比较特殊,干涉装置是固定的,不能移动,
所以干涉环也是固定的,看不到条纹移动过程,只能看到最后的移动结果(条纹起点不知,只有终点), 我以前猜测大概可以与无角速度时的“无条纹状态”(两光程相等)做比较, 不过实际操作上也许还有问题,如同激光陀螺中的“锁区”问题,需要用“机械抖动”才能解决, (sagnac装置都有这个问题---静止时,光程相同,光纤陀螺也许因为光程较长,对称性不会很好,这个问题就很少提起) 总之对于很小或需要高精度测量的sagnac相位差,必须脱离光程相等的“锁区”, M-G实验大概是采用的fujo说的那种“大小圈”的方法,具体情况还不很清楚, 至于怎样用光纤陀螺简单、精确的测量出地球自转,老黄比较清楚,呵,不过他好象是要保密似的, 以后再说吧,虽然是个小把戏,也还是要尊重老黄的意思, |
要想确定‘干涉条纹是否移动’了,当然首先要确定一个‘起点位置’。
我猜测M—G实验时的‘条纹起点位置’是这样确定的:把‘光路’设置为关于‘分光镜所在纬圈’对称,这时得到的‘干涉条纹位置’作为‘起点位置’。 然后再把‘光路’设置在‘分光镜所在纬圈的一边’,并最大限度地增大‘光路对称线所在纬圈’,和‘分光镜所在纬圈’的纬度之间的差距。 我猜想的M—G实验的这种方法步骤,和M—M实验几乎相同。 注意: ‘光程相等’就是‘光程差为零’,只有‘中间(零级)条纹’的‘光程差为零’ |
楼上,
你不要瞎猜。 你去看看7楼的帖子。我是根据原始试验报告作的转述。都是100%准确的,不是我瞎猜的。 麦盖和MM试验本质不同:麦盖仪器是个回路,是一个固定在地球上巨大的萨克效应仪器。由地球带动仪器转。 《只有‘中间(零级)条纹’的‘光程差为零’》 改成:亮条纹的光程差N都为整数 |
对【28楼】说: 谢谢指正,7楼说的可信。
‘中间亮条纹的光程差为零’,应为‘中间亮条纹的波程差为零’。这里指‘双缝干涉条纹’,其它干涉条纹一般只计算‘光程差’,亮条纹的‘间距’与其波长对应,说明光程差为波长的整数倍。 |
对【11楼】说: 按照你给的数据计算了,结果与观测值0.23差不多: 1 英 尺 =12 英 寸 =0.3048 米 1度=0.01744弧度, sin(41度46分) = 0.666 波长=5700*10^-10米 c=3e+8 fringe shift = 4*面积*地球角速度*SIN(纬度)/(光速*波长) 用3e8表示主要为了windows的计算器能识别(方便复制和粘贴),
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