175楼的吴先生: 你的观点很有代表性。用一堆概念堆彻出来的解释并不是无懈可击的。 一,Sagnac效应属于广延GR的范畴。现在有的教科书采用SR来解释令人不满意的,就如用SR来释孪生兄弟佯谬一样,“越描越黑”。纯粹GR也难以作出令人满意的解释,也许这个原因,在相对论专著中很少介绍也Sagnac效应。现在主流的解释最有代表性是Sakurai理论:即 Sakurai通过与磁Aharonov-Bohm效应的类比,得到了sagnauc效应的一阶近似。近来许多学者利用Cattaneo的空-时分裂原理,引入“引力-磁”Aharonov-Bohm效应,把Sakttrai的理论进行了推广,得到了Sagnac效应完整的表述,并且证明了此结果适用于广义相对论。因此说Sagnac效应属于广延GR的范畴. ===================================================================== “引力-磁”Aharonov-Bohm效应。引力场各点的梯度方向通过质心成辐射状,而A-B效应中的磁矢势的梯度方向成圆环状不过中心。两者类比不合适。 引力场不能类比于磁场,比如一物体沿着引力势的梯度方向运动,速度方向不偏转,而磁场不是这样。因此,引力用磁场类比不合适,用电场类比会更合理一些。 二, Sagnac效应相对论定性解释:转动光纤某一时刻可以分割成无数的小段,每一小段为不同运动状态的惯性系,这些惯性系总是能在引力场中找到一个引力被“变换掉”的点区域与之等效。引力场中空间无限小区域中的空间弯曲(最大尺缩效应)是沿势场梯度线上,而光纤上任一小段惯性系最大尺缩效应在线速度上。现在我们在光纤上任一小段惯性系引入了等效于引力场的“势”,那就要把“势”梯度矢量看成是指向于线速度反方向。这样就很清楚了:与引力场一样,沿势梯度方向运动的时钟变快,反之,则变慢(如原子钟航行实验)。必须注意的是,既然把光纤上某一时刻无限小的小段看成了惯性系,就意味着其所受的向心力(或离心力)已被变换掉了。这也就是科普书上时常说的,在爱因斯坦眼里,引力是不存在的,代之的是势场的性质。 若是感觉到“把势梯度矢量看成是指向于线速度反方向”难以理解,我们也可换过一种说法,即引力—磁矢量势。“引力—磁矢量势”概念经过了沈先生的反复科普,我想大家已有一定的接受能力了。 ======================================================================= 找到一个引力被“变换掉”的点,应该是用变戏法道具【升降机】:在一个自由降落的升降机中是一个不存在引力场的局域惯性系。引力场变没了!非惯性系变成了惯性系!升降机把加速运动变成了匀速运动。 最大尺缩效应沿势场梯度线上,很好,跟我解读的一样。这样,等势方向不发生尺缩(远处观测),因此光线偏折方向刚好跟实际的相反(跟引力作用也相反)。否定广相。 你的观点跟教科书一样,认为势能影响光速,那么公式就是广相的公式了,但这无法解释A-B效应。解释A-B效应采用的是另外公式,不过也有问题,系数2πe/h的加入没有任何依据。 势的微分是力,那么存在着环状分布的力。但是,没听说过电子通过A-B效应磁环会被加速或减速。
从转动中心惯性系上看,正向运动光子总是沿光纤无限小小段惯性系与“引力—势”梯度矢量正方向运动,虽然光速保持不变,但由于空间不平坦引起拓扑性质变化,与Aharonov-Bohm效应的类比,得出光程延长(与平坦空间相比),反向运动光子则是沿着与“引力场势”梯度矢量负方向运动,使得光程缩小了,从而有干涉效应(Sagnac效应)。从光纤上看,“引力—势”(或说“引力—磁势”)的标势为零,但梯度矢量不为零,这个干涉效应(Sagnac效应)同样存在。 ======================================== 逻辑上站不住脚,光程延长和光程缩小将不可能处于同一空间:一个一圈大于2π,一个小于2π,放在一个空间会出现谬论。广相分析转动圆盘时很有趣:开始得到圆周率>π和<π两个结论,后来又分析得出<π的结论是错误的。你的观点跟广相正统观点矛盾。 三,迈-莫实验存在Sagnac效应吗?回答是肯定的,但是这种效应对于目前实验是更高级的小量,可以忽略不计。这情况可用这个粗糙但很简便方法来理解:迈-莫实验水平臂两端在转动光纤的AB两点上,光从A到B光程变长了,然后从B回到A光程缩短了,“变长”与“缩短” 二者叠加近似为零,因此实际光程与平坦空间的光程(垂直光纤方向)近似相等,Sagnac效应近似为零。这个问题也可参考中日对钟实验计算方法。若两对钟站经度相同,则所构成的有效面积为零,故Sagnac效应为零。在中日对钟实验中对钟站的经度不同,由无源的科里奥利力产生了“引力—势”,从而存在此Sagnac效应,用纯粹GR理论(不要用通过与磁Aharonov-Bohm效应的类比)就可以得出与经典方法得公式非常近似。 ================================== 既然你认为迈-莫实验不是绝对的0结果,实验精度上无法测出更高阶的小量。那么,现代迈-莫如何解释呢,该实验的精度很高。还有两莱塞、两梅塞、转盘穆斯堡而实验,精度都很高。
※※※※※※ 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。 |