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sagnac效应推论:单位圆周长内的sagnac效应=常数C
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2009/12/25 21:48
点击:3368次

众所周知,这个问题已经被王汝勇的“光纤陀螺直线段实验”所证实,
但是从理论上说,能否从原始的sagnac效应公式直接推导出这个结果呢?
以前尝试过,但是看似简单的东东,推导起来也总有点不得要领,
想表达的意思其实也很简单:sagnac效应不是旋转所独有的,
当圆面积A或圆周长L趋于无穷大时,其实就是"从曲到直"的极限过程,
而在此过程中,显然sagnac效应并不会逐渐减小(而是也趋于无穷大),
(刘志波等人多次表达过这个意思)
道理虽如此说,但怎样才能用数学语言表达的清楚呢?

 

前些天在与刘志波和黃新卫的探讨中,无意中想到一个简单方法,
想来想去,还是先拉出来遛遛,早晚要见公婆的,那就献丑了:

都知道,原始的sagnac公式也可以表达为:
Δφ=2πvL/λc
其中:线速度v=rω,圆周长L=2πr,

 

关键的是单位弧长内的sagnac效应为(等式两边同除L):
Δφ/L = 2πv/λc
当v、λ、c不变时,
则:Δφ/L = 2πv/λc = 常数C,
意思是:
只要线速度v不变,则单位弧长内的sagnac效应【Δφ/L】与曲率无关,是常数C,

 

比如有两条圆光路:一个大园A和一个小圆B,
虽然A中的sagnac效应大于B,但是当线速度v相同时(r1*ω1 = r2*ω2 = v),
两光路中的"单位弧长sagnac效应"【Δφ1/L1】=【Δφ2/L2】=C,
与圆的大小(面积、周长、曲率)无关,

 

极限情况是,当周长L→∞时(单位弧长→直线段),上式两边求极限:
lim(Δφ/L) = lim(2πv/λc)
由于v、λ、c都是常数,所以得到:
lim(Δφ/L) = 2πv/λc = 常数C
意思是:
只要线速度v不变,则单位直线段内的sagnac效应【lim Δφ/L】还是常数C---不为零,

 

最后得到推论:
对于闭合光路,当线速度v恒定时,单位长度直线段内的sagnac效应【lim Δφ/L】=常数C,

 

这一推论也可以表达为:
对于闭合光路,如果其中一直线段AB(长度=D)做匀速直线运动(v不变),
则其中的sagnac效应依然存在,并不为零,且数值为:
ΔΦ=【lim Δφ/L】D = (2πv/λc)D

 

证毕,

 

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

注:
这个推论显然就是"王汝勇实验"得到的结论,
其中的c是相对地表或以太的光速---常数,
线速度v=rω,当周长L→∞时,圆半径r→∞,要保证v恒定,则必须ω→0,
这意味着:单位弧长L/L趋于一条直线段AB,AB逐步由转动向平动转化,

 

我也说不好这个东东有什么用,不会是一堆没用的废话吧?
也许至少对于那些不重视实验,只迷信数学的物理学者来说,有点触动?
再者,王汝勇的论文里似乎也需要加入些数理推导才好?
另外,这样一个很容易得到的sagnac推论,为什么以前的学者没有去做呢?
太简单,太显而易见,已经没必要去做了?
要不就是担心有人用它来质疑相对论?
又或许这个推导方法本身还存在一些问题?希望明眼人指点一下,免得以后洋相难看,
再或许这个"sagnac推论"早就有人推出了?有资料可查吗?

 

总之,不少人一直认为,王汝勇实验说明:
转动和曲线光路都不是出现sagnac效应的必要条件,
那么光路闭合是不是出现sagnac的必要条件呢?
西安的"卫星双向校时实验"已经做出了回答:不闭合的"光路段"内也同样存在saganc效应,
到此是否可以说:转动、曲线、闭合都不是出现sagnac效应的必要条件呢?按说答案是肯定的,

 

那么什么才是产生sagnac效应的必要条件呢?
由 ΔΦ=【lim Δφ/L】D = (2πv/λc)D 可知:
只有v和D才是出现sagnac效应的必要条件,
即:
在测量单程光速的"直光路段"中,只要v和D不为零,则sagnac时差不为零,
即v=0时测量到的光速c1与v≠0时测到的光速c2并不是一样的:c1≠c2,
两个惯性系内测量到了不同的光速c1≠c2,那么"光速不变"的假设还能成立吗?

 

不知加上点数学佐料后,是不是就真的变得有些说服力了?
数学语言的力量真的象他们说的那样大吗?呵,不妨试试看吧,

 

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 [2楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/25 22:20 

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[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/25 22:33 

还请指点一下谜径呀?
 [4楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/26 00:57 

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[楼主]  [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/26 12:19 

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 [6楼]  作者:张崇安  发表时间: 2009/12/26 13:34 

红心:有好的东西就写成文章发表。这几天写出个就行。

================================
中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会
组文发[2009]01号 2009年6月28日

请转发、请张贴、请组稿
中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会第13届学术年会
征 文 通 知
中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会第13届学术年会拟于2010年8月初、9月初分别在中国敦煌和加拿大蒙特利尔召开,敦煌会议由兰州理工大学承办,主要议题为:1、特邀报告与学术交流;2、理事会换届;3、理事会和专业委员会工作会议。加拿大蒙特利尔会议由国际交叉科学协会(本学会的国际注册名称)和加拿大康可地亚大学主办,会议的主题是特邀报告与学术交流。会议通知另发。会议论文集《数学、力学、物理学、高新技术交叉研究进展(MMPH-13)》于会前由科学出版社正式出版,凡被录用的论文将要求作者提交适量的版面费。现征文如下:
一、征文栏目
A.数学力学与数学物理;B.非线性科学;C.复杂性科学;D.力学与工程;E.物理学与高新技术;F.空间科学与技术;G.生命科学与基础科学;H.金融量化分析与计算;I.数学;J.学科交叉规律研究.
二、提交方式
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6、文末须附英文题目、作者、单位、摘要、关键词。
三、截稿日期 截稿日期:2009年12月31日,请特别注意,上述各项要求不可缺项。
四、论文提交地址
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学会要求各位理事和各位专业委员会委员提交稿件。也谨请各位理事和各专业委员会委员把此通知帮助上挂在贵单位的网页上。

谨请各位理事和各专业委员会正、副主任积极组织稿件。


       中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会
             2009年7月5日


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[楼主]  [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/26 14:08 

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 [8楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/26 18:15 

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[楼主]  [9楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/26 20:22 

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[楼主]  [10楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/26 20:54 

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 [11楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/26 22:02 

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 [12楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/12/26 22:28 

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[楼主]  [13楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/27 00:12 

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[楼主]  [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/27 00:34 
[楼主]  [15楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/27 00:51 

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 [16楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/27 02:37 

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 [17楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/12/27 19:13 

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 [18楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/27 20:41 

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 [19楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/12/28 00:19 

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 [20楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/28 00:36 

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 [21楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2009/12/28 01:04 

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[楼主]  [22楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/28 01:11 

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[楼主]  [23楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/28 01:12 

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[楼主]  [24楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/28 11:03 

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 [25楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2009/12/28 11:35 

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 [26楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/12/28 12:48 

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 [27楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2009/12/28 13:08 

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[楼主]  [28楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/28 20:53 

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 [29楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2009/12/28 21:37 

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 [30楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/29 01:15 

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