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关于锂离子的速度及其它
[楼主] 作者:physicist  发表时间:2002/07/24 02:07
点击:293次

前面提到的锂离子的速度0.064c,是一个约数, 实际上实验中并没去精确的测量这个速度,因为 不需要这个数值来检验理论。我再简单归纳一下, 这个实验测量的,实际上是在同一个速度(这个             ^^^^^^^^^^^^ 速度的具体数值并不重要)下,两束激光的多普 勒频移分别为: 背向:582 490 603.370(0.130) MHz => 546 474 963.42 (0.4) MHz 相向: 512 667 592.4(3.1) MHz =>546 455 145.74 (0.4) MHz 全部实验数据就是这四个。那么没有速度数据如何检验理论?答案是,这两组数据是在严格的同一速度下测量的。用待检验的理论公式可以从其中三个数据推算出第四个数据(先从其中一组数据推算出速度,再用这个速度去预言另一组频移数据),如果推算结果与实测的不同,就是理论有问题了。 上次检验hudemi的公式直接用了0.064c,的确不妥。这次重算: 用hudemi的背向公式 f1 = fa * (1 - v/c + vv/2cc) 和第一组实验数据,解二次方程,得出 v/c = 1 - sqrt(2 * f1/fa - 1) = 0.06387011823 进一步推算出相向运动的共振频率应该为 fb = f2 / (1 + v/c + vv/2cc) = 512665460.5 MHz 实测值为512 667 592.4(3.1),两者相差2131.9MHz,是实验方差的688倍。 逆子说需要测量静止下的共振频率。这两个频率已经测量了,就是静止状态下锂离子的两条谱线的频率。也就是上面两组数据中右边的两个。
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 [2楼]  作者:xinhun1234  发表时间: 2002/07/24 16:50 

这能说明什么?还不是没有关系的事情
不论是采用什么方法,发光体和测量体之间的相对位移为0.064c,这样一个数值成立的话,那么必须经过严格的实验确定。至于你提到的采用两束激光的多普勒频移背向和相向中的两组数值必然是要经过试验确定的,其中重要的就在于相对位移和频移的关系。如果你只列出频移的关系,而相对位移没有经过检验,这叫什么试验鉴定。 从某种意义上来说,这个实验只提供了两种结论。 第一种结论是在同一速度下,可以观测到两组数值,一种是相向,另一种是背向的四个数据,并且两两存在差异。 第二种结论是采用上面所得到的两组数据对公式进行计算,看那种更吻合。 不否认如上两组数据是可以对公式进行检验。但这有什么意义,因为没有位移和频移的关系。只是公式和数据之间的关系。所检验的只能是公式和数据的关系,而不是位移和频率的关系。 另:在提一点和这个实验有关的内容。在激光从谐振腔中出射之前,存在多普勒展宽,它和分子震动速度和分子运动速度有一定的关系,对于气体激光器而言,这个差异值是较大的,发射时的温度要大于两千多度。可是不论你采用什么办法去观测,在宏观上的位移达到0.064c频移其难度是很大的。每秒上万公里的相对速度在技术上来说很难达到,除非采用加速器输出高速的锂离子,那么测速则是一个必然的关键问题。常规的多普勒公式用于低速状态可以认为是经过实验检验的,但适用于高速状态,高速在某种意义上来说是理论的结果,因为需要理论去确定。那么这里面的分歧点就多了。是根据经典理论测定的结果,比如:带电粒子在磁场中的荷质比的速度关系。还是根据相对论的结果,这里面又存在分歧了。哈哈,等等等等。也许实际速度不是0.064c而是0.059c呢。那么,这便失去依据。 一个试验的不确定度是很多的,不要死抱着课本。任何一个科学的结论都包含着一些列科学的疑点。只是大家的一些普遍的看法罢了。从古至今,没有任何一个科学观念不能遭受怀疑的可能,只是大家不去做罢了。
 [3楼]  作者:zerotom  发表时间: 2002/07/24 17:56 

由VIM的有关原则可知,频率的测量不确定度可由其方差得出,应无需考虑速度的误差传递。


※※※※※※
零子网--研究零子(物质的最基本粒子)的网站 http://zerotom.com
 [4楼]  作者:逆子  发表时间: 2002/07/24 23:03 

速度的精确性,直接影响到其预测的结果。
对多谱勒频移的预测,无论是声波多谱勒频移还是光波的多谱勒频移,对结果的预测,首先应确定两个数值。第一是静态下的发射频率,第二是它的精确运动速度。两者都必须有精确的测量数值,或者说其误差的不会影响到结果。有这们的前提条件,我们才能对结果作出比较精确的预测。否则的话,这种预测结果行为是无意义的。 就象你所说的,经典的算法不能精确预测实验结果,为什么?实验者还不是依据0.064C的锂原子运动速率与静态下的发俚原子的共振发光频率发推导出来的。可是,这两个测定数值本身就有它的不确定性,或者说它的精度也就问题。我们就不能以此为依据来预测结果了。也就是说,经典的算法是以0.064C来预测结果的,可实验中粒子的运动速率并不是精确的0.064C。这样,就算是结果不与预测结果吻合,我们又能说什么呢?不知怪谁了。 如果说在0.064C速率运动下的发光体的多谱勒频移的计算中,经典的算法与相对论的算法结果上有差别,我们可以仅从数学计算上就可以作出比较。也就是把0.064C分别代入两个算式,从结果数值上可以作出比较。

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逆子
[楼主]  [5楼]  作者:physicist  发表时间: 2002/07/25 03:43 

真是缠夹不清
没有测量锂离子的速度,不等于锂离子的速度是不确定的。从加速器引出的锂离子,不再受到外场的加速,速度就是确定的。 测定的实验数据当然有不确定性,多大?就是实验的误差,这都已经明明白白的公布在那里了。 经典的算法需要以0.064C来预测结果吗?不需要!详细地算一遍给你看: 经典理论认为,背向的多普勒频移为 f1 = fa * (1 - v/c) (1) 因此, v/c = 1 - f1/fa (2) 而相向的多普勒频移为 f2 = fb * (1 + v/c) (3) 把(2)代入(3)中,得 f2 = fb * (1 + (1-f1/fa)) = fb * (2 - f1/fa) 所以,经典理论预言的共振频率为 fb = f2 / (2 - f1/fa) 把实验数据代入 fb = 546 455 145.74 / (2 - 546 474 963.42 / 582 490 603.370) = 514 635 043.7 (MHz) 实测的共振频率为512 667 592.4(3.1) MHz,两者不符。 中间根本没有用到0.064c这个速度数据。 (第一次帖子中给出的经典预测值是用0.064c这个数据推算的,主要是因为当时还没有找到两个光谱数据,只好从相对论的预言值和速度数值反推。不妥。)
[楼主]  [6楼]  作者:physicist  发表时间: 2002/07/25 03:55 

有关实验原理的问题
在提问者看完原始文献、了解实验细节之前,不再解答。 胡乱树个靶子乱打一气,不过自己穷开心而已。
 [7楼]  作者:逆子  发表时间: 2002/07/25 18:48 

恰恰相反,0.064C对对结果起着举足轻重这地位。
如果仅从前面的推导中是没有用到0。064C的速率。可是,最后的一式把实验数据代入又意味着什么呢?什么是实验数值,与实验数值相比较时,它是在什么速率下的实验数值?这个实验数值就是在不确定的0.064c下的实验数值,这个速率的不精确性,也难保这个结果的准确性。实验结果的不确定性,我们还能利用它来反推多谱勒频移或比较二种关系式的正误? 此实验对结果的分析,类似于艾夫斯的分析方法。艾夫斯的分析中也不存在速率数值,他的基本测定量是相向与背向光谱偏离程度的比值来衡量的。如果发光体的速度有变化,这个比值也不会有变化时,不会影响到其测定量的变化,因为,它仅是测量某一速率下相向与背向谱偏移量的比值,也以认为,速度变化时,此比值不会变化,艾夫斯只要有一定速度的发光体速度,无论是大还是小。都不会以实验结果造成影响。如艾夫斯的实验值为0.762、1.1、1.42、1.9等等形式出现的。 你谈到的实验与此就有不同之处了,锂原子在运动中还能得到共振发光,它的运动速度、静态下的发光频率、实验值。都是很为重要的,你谈到经典的预测值fb =514 635 043.7 (MHz),而实验值为512 667 592.4(3.1) MHz。实验者的实验值可信吗?这个实验值会受到速率的影响的。艾夫斯的实验之所以对速率精度要求的不高,就是因为他采用了比值来衡量的,而这个实验中谈及到具体的频率而不是比值。所以,这样的比较法也就没有多大的意义了。 0.064C速率是一个什么概念,光速近似取30万公里的话,就是19200公里/秒。发光体的运动速度测定量有每秒百公里的误差。 另,实验已测定了0.064C速率下的多谱频移,干脆直接用各关系式来预测一下实验结果,作一下比较好了。何苦转这样一个大弯呢?有简单明了的比较法,非要转个弯来说明问题。如果我们直接用实验数据来分析的话,就会看出其中的破绽。

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逆子
[楼主]  [8楼]  作者:physicist  发表时间: 2002/07/26 01:53 

还是缠不清
说过几遍了:速度是可以控制得非常精确的。但没有去精确的测量它。 “可控”和“可测”是两个不同的概念。 在这个实验中,与两束激光发生共振的锂离子的速度被控制(注意,是“控制”,不是“测量”)得非常精密,相对误差在亿分之一以下,所以才会有这么高的实验精度。

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