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萨克效应的神奇之处
[楼主] 作者:fuj0  发表时间:2008/08/07 22:51
点击:2868次

萨克效应不仅适用于光,其它波或粒子都有萨克效应。

一个转动的环路。向环路两个方向发射两个原子。两个原子的速度相对转动的环路大小相等,方向相反。

但是两个原子不能同时回到发射点。

从1965年到1993年,各种实验已经证明上述现象。中子,原子,电子都会产生萨克效应。

更为神奇的是,不管他们的初速度如何,他们回到发射点的时间差全都一致,与光一样。

 

大家解释一下吧,尤其是黄欣慰先生。

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-116205-1.html[复制地址]
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 [2楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/07 23:13 

其实你可以把圆环切成小段来看,如果电子(正反)相对圆环速度相同,则,他们同时通过该段,也即同时回到出发点,现在没有同时到达,则表示小段中电子(正反)相对圆环速度不相同。
[楼主]  [3楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/07 23:58 

为什么电子在不同位置速度不一样???
地球上建一个大的环动。你无论在环路的那一点发射两个电子,都可以保证两个电子对于你的速度大小相等,方向相反。
为什么无论两个电子以任何速度发射,回归时间差总是一致的??
 [4楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/08 00:04 

该实验可能是说两电子的初速度相对圆环相同,回来不同时,说明速度有变化,真正的问题是为什么会变化。
 [5楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/08 00:08 

不过我对实验的真实性表示怀疑,因为萨克效应用了几乎千米的光纤才在近年能够测量地球自转。
[楼主]  [6楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/08 00:14 

光纤太长会产生噪音。我给的那个实验设备就是4X4米回路。根本不用绕好几圈。

看过一篇文章,上边好像说新西兰制造了一个26X4米的光纤回路。文章找不到了。
[楼主]  [7楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/08 00:18 

你要搞清楚萨克效应,必须看看下边文章:

朗之万的转动环路观测者。
波尔的转动圆盘坐标系。

主流是用闵氏空间修正解释萨克效应的。
[楼主]  [8楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/08 00:21 

转动的圆环既不是欧式时空,也不是黎曼空间.
 [9楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/08 00:26 

4X4米回路太小,除非转速特别快,那样的话,测试设备就困难了,可见有水分。
[楼主]  [10楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/08 00:31 

你这种话,谁都可以啪啪脑袋随便说。就像童自荣说太阳经略是由日冕气体折射导致的。

你去找点资料,研究一下。
 [11楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/08/08 08:26 

西陆发病了?我连发两个帖子都要审核,不知道犯了什么忌讳?
 [12楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/08/08 08:30 

sagnac效应其实没有任何特异之处,就是速度的简单叠加,没有任何出人意料的地方,初中生甚至小学生在不知道sagnac效应原理的情况下,都能判断出结果。
只有楼主这样的人才觉得高 深 莫 测。
 [13楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/08/08 08:30 

sagnac效应其实没有任何特异之处,就是速度的简单叠加,没有任何出人意料的地方,初中生甚至小学生在不知道sagnac效应原理的情况下,都能判断出结果。
只有楼主这样的人才觉得高深莫测。
[楼主]  [14楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/08 09:09 

楼上,

我一共写了五句话。请你再看一遍。尤其是第2,5句,一个字一个字地看一遍。

看明白了以后,把你给我写的东西都删了,再跟我讨论。

 [15楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/08/08 12:59 

【两个原子的速度相对转动的环路大小相等,方向相反。但是两个原子不能同时回到发射点。】
这不可能!如果两个原子不能同时回到发射点,那么它们的速度相对转动的环路大小就【不】相等。
【更为神奇的是,不管他们的初速度如何,他们回到发射点的时间差全都一致,与光一样。】
光的sagnac效应是因为光的速度相对转动的环路大小【不】相等,所以两个光子不能同时回到发射点。



 [16楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/08 14:07 

sagnac效应并不神奇,其它波或粒子如有萨克效应,就不该违背sagnac基本思想,否则就不叫有萨克效应.
 [17楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2008/08/08 19:41 

对【16楼】说:

如果按发射理论速度遵循伽利略叠加原理,是没有Sagnac效应的。

fu0:

Sagnac效应是彻头彻尾的在经典理论中预测、解释、验证的理论。和相对论没有任何关系。它早于相对论,不过有些相对论者说它是相对论的伟大验证。用相对论解释Sagnac效应,非常复杂,说涉及到广义相对论等很多时髦的名词 。

[楼主]  [18楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/09 10:01 

经典的理论是解释不了物质萨克效应的。


下边是有关介绍。我就不翻译了。

2.2 Universality of the Sagnac Effect

The experimental data show that: (i) the Sagnac fringe shift (1) does not
depend either on the presence of a co-moving optical medium or on the group
velocity of the counter-propagating beams; (ii) the Sagnac time difference
(2) does not depend either on the light wavelength or on the presence of a
co-moving optical medium. This is a first important clue of the universality
of the Sagnac effect. However, the most compelling claim for the universal
character of the Sagnac effect comes from the validity of eq. (1) not for light
beams only, but also for any kind of ”entities” (such as electromagnetic
and acoustic waves, classical particles and electron Cooper pairs, neutron
beams and De Broglie waves and so on...) travelling in opposite directions
along a closed path in a rotating interferometer, with the same (in absolute
value) velocity with respect to the turntable
. This fact is well proved by experimental texts (see Subsection 2.3).

Of course the entities take different times for a complete round-trip, depending
on their velocity relative to the turntable; but the difference between
these times is always given by eq. (2). So, the amount of the time difference
is always the same, both for matter and light waves, independently of the
physical nature of the interfering beams.

This astounding but experimentally well proved ”universality” of the
Sagnac effect is quite inexplicable on the basis of the classical physics, and
invokes a geometrical explanation in the Minkowskian space-time of the
SRT.

 

2.3 Experimental tests and derivation of the Sagnac Effect
The Sagnac effect with matter waves has been verified experimentally using
Cooper pairs[41] in 1965, using neutrons[42] in 1984, using 40Ca atoms
beams[43] in 1991 and using electrons, by Hasselbach-Nicklaus[44], in 1993.
The effect of the terrestrial rotation on neutron phase was demonstrated in
1979 by Werner et al.[45] in a series of famous experiments.

[楼主]  [19楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/09 10:09 

这是一片关于原子萨克效应的文章。

需付费才能下载。

大家谁有办法搞到这片文章?沈博士有没有办法???

[楼主]  [20楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/09 10:12 

Phys. Rev. Lett. 67, 177 - 180 (1991)
Optical Ramsey spectroscopy in a rotating frame: Sagnac effect in a matter-wave interferometer PRL

F. Riehle, Th. Kisters, A. Witte, and J. Helmcke
Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, D-3300 Braunschweig, Germany

Ch. J. Bordé
Institut Henri Poincaré, Université Pierre et Marie Curie, Paris, France
Laboratoire de Physique des Lasers, Université Paris(enNord, Villetaneuse, France

Received 5 April 1991

A calcium atomic beam excited in an optical Ramsey geometry was rotated about an axis perpendicular to the plane defined by the laser beams and the atomic beam. A frequency shift of the Ramsey fringes of several kHz has been measured which is proportional to the rotation frequency of the apparatus and to the distance between the laser beams. The results can be interpreted in three equivalent ways as the Sagnac effect in a calcium-atomic-beam interferometer: in the rotating frame of the laser beams either along straight paths or along the curved trajectories of the atoms, or in the inertial atomic frame.



©1991 The American Physical Society

URL: http://link.aps.org/abstract/PRL/v67/p177
DOI: 10.1103/PhysRevLett.67.177
PACS: 32.80.-t, 42.50.Vk, 42.65.Ft

[楼主]  [21楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/09 10:31 

黄欣慰,

你的这种解释是欠思考的信口开河。如果这种说法成立,那么,过去所有证明两个粒子速度相等的实验都是毫无意义的,因为这些实验的路程都非常短,粒子动时间都非常短,设计这些实验的人都不明白这个简单道理,所以才做了这些无用的实验。

你的回答不像是智商达到135。

你太让我失望了
 [22楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/09 12:15 

这个东东有点意思,有点“横向sagnac”的意思,
即似乎不是传统的sagnac概念,而是类似光的衍射实验,其实也就是类似我们的“大铁盆”了,
在“大铁盆”实验中就发现装置旋转引起的“光点偏移”很容易测量到,
(“旋转光点偏移”甚至在最早的“出租车实验”中就测量到了)
那么设想激光是通过一个光栅后得到了一些衍射条纹,然后再用光电管测量亮条纹的偏移量,
这就与“大铁盆实验”没有什么区别了,我也多次说过是否以后可以考虑做出很简易的测角速度的装置,
看来还真是有点这个意思呢,

不过更灵敏的类似实验应该是“原子束落点偏移实验”,因为原子的速度比光速慢不少,
现在的原子束速度一般在1000m/s左右,这样,灵敏度就是“光点偏移”的10^5倍,
早期的原子束衍射是用的杨氏双缝干涉,后来使用机械光栅,现在发展到使用激光驻波形成的栅栏了,
其实估计只要能设法把原子束聚焦到一个微点上,然后设法测量出这个原子落点的“横向偏移”就可以了,
大可不必这么麻烦?反正就是个“径向旋转sagnac效应”(或横向旋转sagnac)嘛?
(这里的“横向”是相对射束方向而言的)

具体参考《基于原子干涉的量子陀螺仪》(浙江大学 物理系 光学研究所)、
《利用原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量》、《原子激光陀螺》,
都是要付费下载的,暂时不敢随便侵权---提供附件下载了,


作为“速度计”的话就难说了,是否也会存在“横向源速偏斜”问题呢?
这是我对“原子干涉陀螺”的初步印象,各位看是不是这么回事呢?


 [23楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2008/08/09 13:15 

绝对不可能!要么是你对实验的理解有误,要么是做实验的人写错了!
两个原子的速度相对转动的环路大小相等,就绝对不可能不同时回到发射点!
光的sagnac效应是两束光的速度相对转动的环路大小【不】相等造成的!
如果两个原子不同时回到发射点,那就不是什么sagnac效应了!这和光的sagnac效应完全不同!
 [24楼]  作者:上网看热闹  发表时间: 2008/08/09 16:03 

原子激光陀螺
(玻色-爱因斯坦态,是一种所有原子拥有同样能量的物质形态,激光是一种所有光子拥有同样能量的光形态,因粒子也具波性质,所以这种物质波称之为原子激光)


原子激光的波长要比光波波长短得多,因此可以利用原子激光制造超级灵敏度的原子陀螺,精度可提高10^10级。
原子激光,其波长计算公式如下:λ=h/mc
原子激光由于Sagnac效应引起的相移计算公式如下:
=(4兀m/h)*sΩ

原子激光陀螺制造技术的关键难点在于稳定原子激光的获得,目前制造原子激光的技术难点主要有以下两点:
(1)磁光陷阱的维持,磁光陷阱是对原子进行冷却和捕获的关键设备。虽然目前都已经在实验室通过磁光陷阱实现了原子冷却和捕获,但工业化还有很多工作要做;
(2)原子的导出技术。在捕获原子后,要形成原子波束,必须能够将原子沿着固定方向导出,目前主要使用磁镜,但距离有限,如何使原子按照固定方向移动自如是制造原子激光陀螺必须克服的技术。
------------------------
关于第1点貌似己克服:实现玻色-爱因斯坦态设备近几年已可小到在一个晶片上、2、3分钟内实现。
 [25楼]  作者:上网看热闹  发表时间: 2008/08/09 16:18 

发现sagnac效应有近100年了吧,严格的分析只能用广义相对论并得到解决,因此反相对论历史上才不会有它的位置。
 [26楼]  作者:59.33.221.*  发表时间: 2008/08/09 16:34 

{一个转动的环路。向环路两个方向发射两个原子。两个原子的速度相对转动的环路大小相等,方向相反。但是两个原子不能同时回到发射点。}

{...................与光一样。}


----------这两点的确有所不同.


两个原子的速度相对转动的环路大小相等,方向相反---------想问问楼主:这是如何作到的?
 [27楼]  作者:59.33.221.*  发表时间: 2008/08/09 16:35 

两个原子的速度相对转动的环路大小相等----------这是对于哪个观测者而言的?
 [28楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/09 23:09 

对【27楼】说:

《利用原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量》
摘选:

  • 原子惯性传感技术中,原子陀螺是基于原子干涉
    仪的Sagnac效应来实现对转动角速度的测量,是一种
    物质波陀螺.其概念最早由Altschuler和Franz在1973
    年提出 ,并于1991年Carnal小组利用杨氏双缝实验
    实现了原子束的干涉;Pritchard小组利用三组机械光
    栅实现了马赫泽德型原子干涉仪;Bord~小组利用四
    个激光驻波场对原子束进行分束,实现了Ramsey.
    Bord~型干涉仪,并进行了原子Sagnac效应的测量;
    Chu小组利用冷原子束,采用拉曼跃迁分束的方式实
    现了原子干涉仪,并进行了重力测量 J.1998年
    Kasevich小组采用基于受激拉曼越迁分束的空间型原
    子干涉仪和双向对射原子束技术使得原子陀螺转动
    测量的短期灵敏度达到6×10 。mds~Hz-1 _9 ,
    已经超过同期最好的光学陀螺⋯ .法国Landragin小
    组和德国Ertmer小组分别采用时间型干涉仪实现冷
    原子陀螺 ' J.近年来,原子陀螺技术逐步解决了长
    期稳定性n' 和系统集成问题 ,开始向工程实用化
    阶段发展⋯ .美国Kasevich小组的原子陀螺实现了
    零漂小于70 gdegh~ ,随机游走误差小于3肚deg
    h-1 _1
    , 精度已经可以用于惯性导航,并且实现了加
    速度和转动角速度的分别测量H'" .Landragin小组
    采用双向对射原子束,通过改变拉曼激光的激发方
    向和干涉仪的架构方案实现了三轴旋转角速度和三
    向加速度的同机测量和六自由度的系统集成H .

=========================================

只能先供参考一下了,我是感觉激光驻波形成的“光栅”能把原子束分离得多开呢?
是否主要还是依靠的“横向旋转sagnac效应”呢,先只猜测吧,

[楼主]  [29楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/08/09 23:18 

感谢杨先生和上网看热闹提供的资料。
 [30楼]  作者:203.86.27.*  发表时间: 2008/08/10 03:23 

童正荣是说:如果实验用穿过日冕的光线,相对论实验就只能是伪证下的谎言。相对论学者对实验的严肃性就象江湖骗子一样,你fujo算什么大家都清楚。下面是你原话的复制:

“你这种话,谁都可以啪啪脑袋随便说。就像童自荣说太阳经略是由日冕气体折射导致的。

你去找点资 ”

我还有的话是“相对论者观测到光线弯了17秒就说时空扭了17秒。。。非盲即骗。

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