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上一主题:用电磁学实验能够区分“静止”和... 下一主题:光速的不变与变
勤学慎思 创新不息
[楼主] 作者:-叶波-  发表时间:2010/12/24 11:17
点击:628次

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[楼主]  [2楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2010/12/24 11:45 

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[楼主]  [3楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2010/12/24 11:56 

 

真空中电磁波的速度和其频率有关

我们已经知道超声波频率增大到几个T Hz时,其传播速度增加了2倍多。由此类比,真空中的电磁波由低频增大到光频其传播速度也应增加。但是,人们根据Maxwell的电磁波方程,电磁波在真空中的速度:

  v=1/√εμ)

电磁波在真空中的速度也就完全由真空中的电磁常量决定,与电磁波的频率无关。又因为媒质的折射率n=v/c也与频率无关,所以,在Maxwell理论中,媒质是无色散的。这显然与事实不符,因为紫光在媒质中的速度比红光小,这就证明了媒质是有色散的。于是我们完全有理由认为Maxwell理论本身是有缺陷的,进而认为真空中电磁波的速度也与频率也有关。

    为了找到电磁波的速度与频率是否有关,我们联想到太阳耀斑。产生太阳耀斑的同时也会产生各种频率的电磁波爆发,只要用射电望远镜观测不同频率电磁波到达地球的先后,就能判断电磁波的速度与频率是否有关。如果各种频率的电磁波同时到达,波速与频率没有什么关系,如不是同时到达,那就与频率就有关了。怎样确定各种频率的电磁波是否同时到达呢?

    射电天文学对太阳耀斑进行了详细的研究。一旦太阳上突然发生耀斑之类的强活动时,便会出现一种变动剧烈、迅速而且频繁、短促的"射电爆发"。射电爆发起源于从低层色球到高层日冕的广阔的太阳大气中。它们的辐射强度非常大,从4毫米到40米之间的所有波长上都会出现。可是在不同的波长上,它们呈现出迥然不同的特征。

在微波段的射电爆发是最简单的一类,通常是一开始强度突然上升,迅速达到极大,然后较缓慢地下降。

分米波爆发相对说来比较复杂,除平滑的连续谱外,还呈现出迭加在上面的多种多样的起伏,例如快漂移爆发。

 在米波和十米波段的米波射电爆发与微波射电爆发完全不同,仅凭单个频率上的观测已不能满足要求。因此,设计了一个所谓"太阳射电频谱仪"专门来研究它们的活动过程。这种频谱仪能在很宽阔的波段内,利用快速扫描的方法,来同时进行许多波长上的观测,从而获得了爆发的频率和时间两个参量的""。由运动频谱图上的频率和时间的关系,发现米波射电爆发中最强的一种就是 "频率慢漂移"爆发。这种爆发的特点是,其频率明显地随着时间从高频向低频漂移,爆发的频率漂移速率较慢,一般是每秒钟不到1兆赫。

频率慢漂移爆发的传统解释是爆发源在日冕中作每秒一千公里的速度向外运动引起的。对此本人有不同的看法,爆发源在日冕中不可能每次都只作向外运动而不作向内运动。作高速向外运动也不可能每次速度都一样,但它们的运动频谱图基本上都是一样的。就算爆发源在日冕中作每秒一千公里的速度向外运动,对低层色球上的耀斑来说,这里所说的向外运动也就是向太阳中心运动,因为大的爆发可以持续十几分钟,爆发源就能进入太阳色球以内甚至于穿过太阳中心。太阳内部压力比外部也大得多,耀斑爆发也应由太阳中心向外运动才合理。但这时候频率漂移就应当从低频到高频,而不是从高频到低频。同时频率慢漂移爆发为什么只在米波频段才有而在分米波以上频段上没有?人们在分米波频段还发现还有一种频率快漂移爆发。对这种快漂移爆发的解释更加离谱,认为是爆发源在日冕中作每秒十万公里的速度向外运动引起的。如果真的这样爆发源不但能穿过整个太阳,还能到达离几个太阳远的地方。

事实上,频率慢漂移爆发应当是由不同频率电磁波速度各不相同引起的。其原理是这样的:太阳耀斑爆发时各种频率的射电也同时爆发。射电爆发传到地球时,频率较高的电磁波速度较快,先到达地球上的太阳射电频谱仪,频率较低的电磁波速度较慢,后到达太阳射电频谱仪,也就是频率高的电磁波先在太阳射电频谱仪上显示出来,频率低的电磁波后在太阳射电频谱仪上显示出来,从而产生频率慢漂移。

根据已有资料,在分米波频段电磁波的速度近似为光速。电磁波速度的减少主要是在米波频段上。怎样计算每下降1MHz波速减小多少呢?光线从太阳传到地球大约要500秒的时间。设电磁波在某一频率及以上为光速,根据频率漂移小于1 MHz/秒,那么比此频率低1 MHz的电磁波速度为: 300000km/秒×500/501=299400 km /秒=(300000-600)km /秒。也就是说,从速度为光速的最小的频点开始,频率每降低1 MHz它们的速度的减小比600km/秒要大。

太阳射电频谱仪的观测资料表明,在3MHz--300MHz的米波频段上频率(纵坐标)随时间(横坐标)反向漂移的图象近似于一条向下倾斜的直带,它们间的关系近似于一次函数。所以,在此频段上电磁波速度下降的总值大于:600×(300-3)=175800(km/秒)。

太阳耀斑爆发一般会引起太阳上和地球上的大磁暴。光线从太阳传到地球只要8分钟,但太阳上巨大的磁暴到达地球形成地球磁暴至少要800分钟以上。这就充分说明光的速度要比磁场的传播速度快100倍以上,但教科书上说磁场的传播速度是光速。

根据不完全统计资料对磁场和电磁波速度粗略综合如下:磁场和频率趋于0的电磁波的传播速度不到3000 km/秒。电磁波的速度在1Hz--3MHz频段上没有测试资料。如果在300MHz处波速为299400 km /秒,在3MHz处为299400 km /秒-175800km/秒=123600km/秒,然后频率每上升约1 MHz速度大约升高600km/秒,直到 300MHz处的299400 km /秒为止。这个速度已经接近光速。在微波及以上频段,以太对光的传播已经象固体一样,尽管频率还在升高,但速度基本保持不变,约为300000km/秒。当然,这里是根据频率漂移等于1 MHz/秒计算的,如果频率漂移小于1 MHz/秒很多,以上数值就会有很大的不同。

    由于爆发源的视向速度的不同,根据多普勒效应,每次测出的频率漂移速度也会不同。所以不能从这里得到频率漂移速度精确的结果。以上统计结果可用示意图粗略表示如下。图中实线部分是太阳射电频谱仪测到的粗略结果,它表明在整个米波频段上以太基本上是逐渐"变硬";在分米波频段上还测到一种快漂移爆发,它表明在分米波某个很窄的频段上以太是突然"变硬",在微波以上频段以太基本上是完全"变硬"。

[楼主]  [4楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2010/12/24 12:05 

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 [5楼]  作者:马国梁  发表时间: 2010/12/24 14:28 

叶先生花了五千八百六十元保护版权,这个代价太高了!其实只要发表在网上也同样享有版权。保存的网页同样可以作为证据。
[楼主]  [6楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2010/12/24 19:46 

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 [7楼]  作者:dyn2h  发表时间: 2010/12/27 10:05 

对【6楼】说:
叶波先生上传的图片,我们都看不见。

创新害死人呀!几乎是无事找事,没事胡想乱想,弄虚作假,坑蒙拐骗,都被穿上了创新的新衣裳。

※※※※※※
欢迎光临丁一宁网站 http://www.dyntm.com

 [8楼]  作者:马国梁  发表时间: 2010/12/27 16:34 

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 [9楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2011/01/01 19:53 

叶老,今年(2011年春天)去咸宁拜访你,我在临湘。
[楼主]  [10楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2011/01/02 11:15 

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 [11楼]  作者:为牛顿力学翻案  发表时间: 2011/02/21 12:07 

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