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【【黄新卫说的就是“相对地球静止（不转动）的光纤陀螺可以测量地球自转”啊。】】
----------------------------------------------------------------------------- 光纤所在的转动平台转动为的是了解各个角度的地球自转分量，找到最大的两个点，方向也就出来了，***********这不等于说测量地球自转也一定要不停转动陀螺。***************************** |
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它们之间的一个明显不同之处就是：
“行波干涉”的叠加峰和谷是以光速运动的， “驻波干涉”的叠加峰和谷是静止不动的 //////////////////////////////////// 老杨，我看到的资料是这样说的。 激光螺旋，不转时，正反两束激光是驻波，且频率相同。旋转时，两束激光频率分离，重新形成两个频率不等的驻波。 至于是不是有干涉现象，是不是干涉形成频率稳定的驻波，我看到的文章没有提到，所以不敢评论。 |
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有两段摘选可以参考： =================================================== 《机抖激光陀螺动力学特性研究》魏建仓，庹洲慧，吴美平 （国防科技大学 机电工程与自动化学院，长沙 410073） “激光陀螺是以双向行波激光器为核心的量子光学仪表， 依靠环形行波激光谐振腔内的双向行波间的谐振频率差来测量载体的角速度。 谐振腔中相向运行的两束激光的拍频与腔体相对于惯性空间的转动角速率成正比。” ====================================================== 《谐振式光纤陀螺中环形谐振腔的实验研究》汤全安 马新宇 （清华大学精密仪器及机械学系 北京 100084） “在谐振腔满足谐振条件并达到稳态时，环形腔中的光强达到最大，即谐振状态。 与之对应，由端口P3进入的光也具有同样的特性，因此，可以在谐振腔中同时 激励出顺时针(CW)和逆时针(CCW)两个方向的谐振状态。在系统非互易量为零， 即静止时。CW光和CCW 光具有相同的谐振频率。即谐振简并， 这个频率也就是谐振腔的固有频率。当谐振腔以一定角速度n旋转时， 两束反向传播光均会因sagnac效应而产生一个非互易相移， 也就是说CW 和CCW 光之间会有光程差，这一光程差直接反映为两路谐振频率的分裂Δf”， ==================================================== 现在的问题是找不到非环形的“直线行波谐振腔”，只要有这种东东，问题就简单了， 可是想想也不大可能，行波是一去不回头的， 不用环形使其“回头”（行波干涉）就只有反射“回头”了（驻波干涉）， 其实我说的那个“驻波腔+圆盘”实验就很说明问题了？只要它能测量出角速度， 再考虑或认可那些“互垂驻波腔MM实验”也不迟？ 可是还从来没有听说过“驻波腔+圆盘”就可以测量角速度的实验或资料， 以后可以捎带注意一下这个事， 我们的探讨对那些准备实施“古老MM实验”的学者致关重要，否则确实是很难下这个决心？ 都认为已经有很高精度的“类MM实验”了，为什么还要钻这个牛角尖呢？ 你也是这个思路吧？ |
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“在谐振腔满足谐振条件并达到稳态时，环形腔中的光强达到最大，即谐振状态。
与之对应，由端口P3进入的光也具有同样的特性，因此，可以在谐振腔中同时 激励出顺时针(CW)和逆时针(CCW)两个方向的谐振状态。在系统非互易量为零， 即静止时。CW光和CCW 光具有相同的谐振频率。即谐振简并， 这个频率也就是谐振腔的固有频率。当谐振腔以一定角速度n旋转时， 两束反向传播光均会因sagnac效应而产生一个非互易相移， 也就是说CW 和CCW 光之间会有光程差，这一光程差直接反映为两路谐振频率的分裂Δf”， ----------------------------------------- 【【资料很好。老杨是否可以为驻波产生的条件进行补充？】】 ※※※※※※ 流水和气流不会改变其中超声波束的传播方向——动煤质波动理论呼之欲出！ |
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老杨，真佩服你，还在企图说服董银利这个冥顽不化的人？说实在的，我与董银利在网上讨论过，在电话中也交流过，可谓苦口婆心，但现在我已彻底失望了，有些人即使事实近在眼前，他也不会反省，或者说反省了也死活不会认错。
最早，董银利认为地球（包括其它各个星球）是个绝对参考系，静止在地球的观察无论想什么办法都不可能发现地球的运动，也不可能发现地球的自转！多年来，我反复告诉他事实不是这样，傅科摆、不池放水时的旋涡、静止在地球的三自由度陀螺等等都可以发现地球的自转，但这么多年，他一直不承认。 近期不知怎么回事，他似乎开始承认傅科摆可以敏感地球的转动了（看来有些进步了？），只是不知他还坚不坚持地球为“绝对参考系”的观点了（哈哈，他没有说！）？但却拼命反对静止在地面的光纤陀螺能够敏感地球自转的观点，我多次劝他不要不顾事实，大不了直接给光纤陀螺厂家打个电话问问，他不听，闭着眼，张着口一直犟到头。我估计他近期不会认错，但过几年就说不定了，或许会承认。因为他的发言重点已不在“静止在地面的光纤陀螺能不能够敏感到地球自转”这一问题上，而是逐渐转移到“即使测量到地球自转也与以太风无关”这一问题上，企图用后一问题来支持他的前一观点。但是，他没有认识到，这完全是两个不同的问题，退一万步，即使最后证实“静止在地球上的光纤能够敏感到地球自转”确实不能表明地球周围存在以太风，也不能以此为证据否定“静止在地球上的光纤能够敏感到地球自转”啊！！！ 说实在的，本人绝不是有意与董银利为难，而是本论坛象董银利这种“死活不自省”的人太多，作为一个版主，我很痛心。只是想以董银利为例来警示大家，希望大家多一些自省。如果董银利能够从此贴中获得一些反省之心，我也算“功德无量”了。只要他愿意认识自己的错误，我们完全可以再讨论。但愿他不会反着理解！ |
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人都有自己的思维障碍点，
我要是没有对“横向sagnac”不存在这样一个现实做出比较合理的推测， 可能也还是会在地球自转应该引起的纵sagnac与横sagnac无法协调的问题上徘徊呢， 回顾我们的探讨经历和思路基本是这样的： 0、从质疑相对论的“光速不变”开始，从数理逻辑的争论逐步向实验检验方向发展，光介质论被广泛认可， 1、用经典的方法化简了saganc公式的推导过程， 2、发现实用的光纤陀螺精度早就足以测量出地球自转了， 3、中日卫星双向校时实验说明至少36000公里高空的以太是相对地球运动的， 4、王汝勇实验说明直线sagnac确实存在，sagnac大小与光介质折射率无关，直线saganc与光路所围面积无关， 5、于是寄希望于“大铁盆实验”可以测量出465m/s，结果是否定的， 6、再寄希望于“飞机实验”可以测量到非零结果，结果也令人失望， 7、开始对横向sagnac产生怀疑，以至于对地表能否测到465m/s也产生了怀疑， 8、猜测横向sagnac的光源有一个“光行差发射角”，于是造成横向sagnac不存在， 9、光纤陀螺指北仪的工作原理增强了对陀螺实测地转方法的认识和理解， 10、得出MM干涉仪也许可以测量出465m/s的猜测，建议重新继续进行古老的MM实验， 11、同时分析了以前测量以太风的各种实验，猜测：以往的所有实验都不足以说明465m/s不可测， 12、这个帖子是10和11的继续深入探讨，加上fuj0提供的资料，问题逐步开始清晰一些了， 现在基本是万事具备，只欠东风了，谁会是那个借来东风的幸运儿，就不知道了，呵， |
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现在就差临门一脚了！
但是要注意：如用两光纤卷取代MM两臂，虽然可以沿长到几十公里，但王汝涌提醒:温度变化会很敏感，它与角度陀螺不同，角度陀螺只有一条光纤，因此可以耐受各种恶劣环境。因此要做到高保温，试验时快速换位看变化值，以避免温度的困扰。 |
| 检测 Michelson 实验干涉圈纹图像，是不是用 数码相机+计算机图像处理 具有更高一级分辨度。数码相机具有光信号累加功能，即使夜景微光图像通过慢镜头拍摄也能够得到清晰的图片。如果采用这种处理方式，激光亮度就没有特殊要求。即使反光镜效率差一些也没有关系。当然普通反射镜可能会因为玻璃面反射导致图像模糊。有增透膜的反射镜是可以买到的，估计有这种反射镜就差不多了。应该说，100 多年前，Michelson 做这个实验的条件比现在的业余好不到哪里去。现在重复 11 m 光程级的实验，业余是可以做到的。当然需要花费不少心思。用空心金属架浮在水上效果想来差不多。找个郊区地下室也是容易的。加上 数码相机+计算机图像处理 应该能够把精度提高几个数量级。 |
| 光纤型干涉仪，两个垂直的光纤线圈绕在同一个正方板上，温度和振动等干扰就会减少很多。不过，没有现成的符合要求的仪器，也没有专业研究人员帮忙，即使有办法，也是空的。飞机上的速度计是利用流体压力差工作的，通常风速无法考虑。如果光纤干涉型速度计测量精度能够小于一般的空气流动速度-风速，则可以做出更高精度的飞机速度计。现实方面考虑，我觉得古老的方法还是现阶段唯一的选择。好在现在激光器的规格很多，价钱便宜。衍射原因会导致小光束容易发散，不过激光器通常也配带扩束镜。10 mm 大小的光束，可以做到 50 m 左右的不发散准直激光束，完全能够满足实验要求。没有直接观察过 Michelson 干涉图像，凭网上图片也不知道真实干涉图像的大小。不过，现在的数码相机确实不错，有微距功能，即显微镜拍摄功能。 |
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这是从网上找来的一张 Michelson 干涉仪干涉花样图片，虽然很大，也不知道是不是显微放大投影的。 如果 Michelson 干涉图像是必须先有衍射图像， 然后两幅图像干涉，那么激光光源没有必要扩束。 玩具激光器的远处光斑，仔细观察可以发现衍射花样。 |
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其实现在可做的实验（至少是初期尝试，积累经验）不少，可惜做实验的人太少，
老羊要是有兴趣尝试，一定大力支持， |
| Michelson 干涉仪干涉花样的形成机理，一时搞不清楚，也没有找到资料，所以只能是我自己做的猜测。如果两分束光完全重合在中间的半反射镜或者屏幕，相位差半个波长，我想应该得到的是黑屏，光波完全返回到光源那里，如果相位变化，则是衍射图样变得明显。如果相位差半个波长又不完全重合，应该有光圈花样，中间是黑的。相位偏离半个波长，中间黑斑收缩，最后消失成为一个大亮斑。 |
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Michelson干涉仪的资料很多，老羊请把你的邮箱告诉我，我给你传过去。
72楼是反射镜M2和M1相互垂直时的干涉条纹，相当于等倾干涉。如果M1和M2不是严格垂直，就相当于劈尖干涉。 条纹近乎平行线，不是圆环。 ※※※※※※ 天地之道，以阴阳二气造化万物。是故易有太极，是生两仪。两仪生四象，四象生八卦。 |
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Michelson 干涉仪干涉花样的形成机理:
Michelson 干涉仪是由激光源,短焦距透镜,半反办透镜,两个反射面镜(其中一个距离可调)及屏幕组成,激光经短焦距透镜,在半反半透镜处分成两束光,经面镜反射后在屏幕上形成干涉条纹.生成的干涉图样可以是同心圆环也可以是双曲线,取决于屏幕与两个点光源的位置,如果屏幕在两个点光源的连线上,图样就是同心圆环,如果屏幕平行于两点光源,则干涉图样是双曲线. 注意:如果拿掉激光前的短焦距透镜,干涉图样立即消失,如果屏幕在两个点光源的连线上,当两束反射光的相位相差180度时,屏幕上的亮点消失,当相位相位相同时,屏幕上的亮点最亮,缓慢调节动镜的距离,屏幕上可以观察到一个明暗周期变化的光点. |
| 感谢梁建中老朋友提供的资料，也希望梁彬彬新朋友提供更多的资料，我的邮箱是 youngler@126.com 。 |
| 感谢梁建中老朋友提供的资料，也希望梁彬彬新朋友提供更多的资料，我的邮箱是 youngler@126.com 。 |
| 想清楚了，Michelson 实验是可以通过数码相机拍摄干涉图像，计算机处理亮度分布，获得干涉条纹细微移动的信息。不过，这方面的实验最好由能够发表实验的人来做。做实验不是为了说服自己，而是花力气说服别人，如果没有说服途径，做与不做没有区别。 |
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太精密的仪器，调试是一个难题，受到环境的干扰也大。Miller 的干涉仪在高山上测量到的结果，几年前还有人在争论。有时候错误发生了，连做实验的人也没有注意到。有时候，我觉得 32 m 光程是一个没有达到原先设想的实验，想必有很多操作难度。所以，我觉得没有必要追求 32 m 光程，重复 Michelson 做过的实验，11 m 光程就够了，这样可以降低实验难度，至少有人愿意耐心做可以保证能够做到。我们不可能到赤道区域找个地方做实验，中纬度地方地球的自转线速度典型数值 400 m/s ，没有 465 m/s ，所以干涉条纹移动量还要减少。如果实验仍然用黄光，重新计算干涉条纹移动量是 1/15100，最大亮度变化 1/2400 。
理论上说，用 数码相机拍摄+计算机图像处理 是可行的。不过现实上，需要了解图像存储格式，需要编制计算机代码程序，调试程序。即使处理出成果，这种暗箱操作也容易被别人怀疑。可能由于这方面的原因，杨红新先生推荐光电二极管检测方案。后来，我想可能有现成的仪器可以使用。网上一查，什么亮度计、照度计，很多的。看来，光电检测方法还挺多的，不过，不管哪一种，首先需要计算光束输出光功率的变化量。 假设激光器输出功率为 20 mw，考虑反射损耗和半反射镜回到光源方向的损耗，最后两分束光功率 5 mw ，那么 1/2400 是 1/480 mw 。根据单位制规定 1 w 相当于 683 lm 光通量，1/480 mw 相当于约 0.0014 lm 光通量。假设光斑范围面积 0.001 m^2，依然有平均照度变化 1.4 lx ，相当于在 1 m 处看蜡烛火焰。因此，如果仪器调整好，能够调到干涉图像最暗，最转动仪器 90 度，理论上说用肉眼来看这个变化，也是很明显的。当然由于存在激光伤害危险，没有办法这样做。过去没有看出来，是由于过去没有激光。查了一下现成的照度仪器，精度 0.01 lx，完全满足实验要求。照度仪器的探头采用光电池板来做的。有些办法，我们自己想来想去可能是永远也想不到的。 |
| 突然想到，计算可能错了。主要问题是光束功率微量变化到底是多少。暗斑时候，功率可能是平方关系变小。如果光束功率变化是 1/6,000,000 ，那么检测起来就很困难，因此不能利用最暗的时候检测。如果利用光程差 0.25 个波长，转动仪器 90 度，光程差变化 1/15100 波长，亮度变化最大，1/1200 ，这就需要仪器提供 4 位有效数字。 |
| 突然想到，计算可能错了。主要问题是光束功率微量变化到底是多少。暗斑时候，功率可能是平方关系变小。如果光束功率变化是 1/6,000,000 ，那么检测起来就很困难，因此不能利用最暗的时候检测。如果利用光程差 0.25 个波长，转动仪器 90 度，光程差变化 1/15100 波长，亮度变化最大，1/1200 ，这就需要仪器提供 4 位有效数字。 |
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用电磁波模型，相位不同的电磁波，合成波电场强度， E^2 = E1^2 + E2^2 + 2 E1 E2 cos d 能量跟电场强度平方成正比，于是得到亮度模型， b = b1 + b2 + 2 sqrt ( b1 b2 ) cos d 考虑相对值，可以设 b1 = b2 = 0.25 ，于是有，b = 0.5 + 0.5 cos d d 变化一个微小量 dd ，亮度细微变化 - 0.5 dd sin d 亮度相对变化，- dd sin d / ( 1 + cos d ) 符号表示相位差增大，亮度减少。 如何选取一个较好的数值，亮度细微变化满足精度测量要求，相对变化又不至于太大。 相对亮度控制在 dd sin d / ( 1 + cos d ) = 0.01， dd = 2 * 3.14159 / 15100 = 1/2400 代入得到， sin d / ( 1 + cos d ) = 24 ，sind ~= 1/12， 代入算式，计算暗斑合理亮度 b ~= 1/577，亮度细微变化 ~= 1/57600 |
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老羊：
资料昨天就发过去了，请查收。你的邮箱，我已经加了，给忘了。 ※※※※※※ 天地之道，以阴阳二气造化万物。是故易有太极，是生两仪。两仪生四象，四象生八卦。 |
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梁彬彬的资料已收到。
现在用电磁波做深化模型，相位不同的电磁波，合成波电场强度， E^2 = E1^2 + E2^2 + 2 E1 E2 cos d ，d 是相位差。 我们知道，电场能量跟电场强度平方成正比， 于是得到 Michelson 干涉仪关于干涉结果的一种亮度变化模型， b = b1 + b2 + 2 sqrt ( b1 b2 ) cos d 。 考虑相对值，可以设 b1 = b2 = 0.25 ，于是有，b = 0.5 ( 1 + cos d ) 。 d 变化一个微小量 dd ，亮度细微变化 - 0.5 dd sin d ， 亮度细微变化相对值，- dd sin d / ( 1 + cos d )， 符号表示相位差增大，亮度减少。 如何选取一个较好的数值，亮度细微变化满足精度测量要求，相对变化又不至于太大。 有些照度计只有三位数字显示，为了细微变化也能够显示， 亮度细微变化相对值应控制在大约 dd sin d / ( 1 + cos d ) = 0.01 。 我们希望 Michelson 干涉仪光程 1.1 m ，这样光学部分容易实现。但是干涉条纹移动量很微小，1/151000 ，换算成弧度， dd = 2 * 3.14159 / 151000 = 1/24000 代入 dd sin d / ( 1 + cos d ) = 0.01 得到， sin d / ( 1 + cos d ) = 240 ，解得 sind ~= 1/120， 代入算式，计算暗斑合理的相对亮度 b ~= 1/5760，亮度细微变化 ~= 1/576000 看来激光器功率需要提高。现在更高功率的激光器也容易买到，问题是担心激光器发出的热量影响实验。当然也可以用间歇工作来减少热量产生。假设采用激光器输出功率为 200 mw，为什么选取这么大功率，主要考虑这个功率的激光器已经进入民用，价钱便宜。考虑反射损耗和半反射镜回到光源方向的损耗，假定最后两分束光功率 90 mw ，如果亮度细微变化 1/576000 ，那么 1/576000 是 1/6400 mw 。根据单位制规定 1 mw 相当于 0.683 lm 光通量，1/6400 mw 相当于约 0.0001 lm 光通量。假设光斑范围面积 0.001 m^2，依然有平均照度变化 0.1 lx 。因此如果仪器调整适宜，能够把干涉图像调到 1/5760 亮度，即仪器最小量程，最转动仪器 90 度，光斑照度变化 0.1 lx。查了一下有一款现成的照度仪器，精度 0.01 lx 。 如果深化的模型没有错，计算一般不会有错。如果这个分析计算经核实可信，那么改进 Michelson 实验，难度就不大了。 |
| 干涉光斑亮度最大的时候，半反射镜回到光源方向的激光处于黑暗，应该没有这方面损失。其他时候损失，已经在模型中做了考虑。因此，如果这个纠正是正确的，相同结果光源激光功率 100 mw 就够了。 |
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突然之间对于这个课题感兴趣，是因为磁场影响光速实验需要耐心等待条件，所以有一些闲心，找些事情想想，仅此而已。也因为从上海胡昌伟的文章中看到他有改进 Michelson 实验的想法，于是我偶然间想到 Michelson 实验有几种改进的思路，所以就继续联想下去，做了一下这方面实验的探索。想找一个对这方面感兴趣的和想做这方面实验的人，于是想到了你。看来，我没有记错，你考虑过这方面的问题，而且资料都还保留着。好多事情，你们几年前就考虑过了。但是这方面的工作几年来没有进展，我就希望搞明白其中的原因，是理论上就行不通，还是没有找到最好的方法。只是想搞清楚这个问题，没有别的想法。 |
