财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:黄教授是真诚的毫无戏谑之意,之... 下一主题:冷漠时代——在日常生活中见死不...
也说光速常数:(一)澄清狭义相对论的相关表述
[楼主] 作者:无忧仙人  发表时间:2011/08/29 15:25
点击:11008次

读帖时,帖子不存在
本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-252319-1.html[复制地址]
上一主题:黄教授是真诚的毫无戏谑之意,之... 下一主题:冷漠时代——在日常生活中见死不...
 [2楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/08/29 17:10 

读帖时,帖子不存在
 [3楼]  作者:鹏翱九宵  发表时间: 2011/08/29 17:21 

楼主不懂装懂,滥竽充数,一点也不觉得羞耻???
[楼主]  [4楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 06:26 

对【2楼】说:

屋里学大师:好令人羡慕的名字!

 

事实上,无忧仙人既无意美化Einstein,也无意美化光速常数原理。同样的道理,

无忧仙人也无意丑化什么人或物。所以,是谁的荣誉,那就让它归属于谁;是谁的过失,也不必为他避讳。

 

另:屋里学大师提到牛顿的“绝对静止系”,无忧仙人愿闻其详;因为绝对的时空不难理解,绝对的静止恐怕不是

那么容易说明吧?莫非物理学大师有高见?

 

谢谢! 

 

~无忧仙人 



※※※※※※
-150
[楼主]  [5楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 06:33 

读帖时,帖子不存在
 [6楼]  作者:张崇安  发表时间: 2011/08/30 07:06 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [7楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 07:20 

读帖时,帖子不存在
 [8楼]  作者:张崇安  发表时间: 2011/08/30 07:23 

另外:麦克斯韦以太空间和牛顿空间是完全不同的两个概念。有的人认为电磁场空间就是绝对空间,这是不对的,其实电磁场空间依然是“实”与“空”的混合体,如果认为电磁传播媒介----光子可以在空间尺度上无限小(以太论),那么牛顿空间会受到破坏,但事实上,从来没有无界的、静止的、同一的实物,即无限小的以太子是不存在的!
 [9楼]  作者:张崇安  发表时间: 2011/08/30 07:32 

对【7楼】说:
不是哲学,这正是物理学守恒最深厚的根基。 准确地说:这是基本物性学。 我们中国人一贯认为世界是“二”组成的,西方确认为是“一”,相对论根本不承认空间的独立性,认为空间是物体的附属品,认为空间可以因物体的运动而缩伸。 此外:哲学和物理学原本是一家,物理学是数学纲性语言描述的哲学,而哲学是通俗文字语言描述的物理学。牛顿伟大的著作就叫做《自然哲学的数学原理》。
[楼主]  [10楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 08:10 

对【5楼】说:
 

也说光速常数:(二)从光速作为媒介特性说开去。

光,虽然是人类千百年来极为熟悉的现象,但是只有在麦克斯韦(James Clark Maxwell)建立了经典电磁理论并且阐明光的实质乃是一种电磁波之后(见J. M. Maxwell,《A dynamical theory of electromagnetic field》),人类对光的认识才第一次得到全面升华。经典电磁理论的一个漂亮结果便是,光与电磁波的传播速度是由真空的电磁特性决定的,具体地讲,如果以epsilon0表示真空的电常数,mu0表示它的磁常数,那么光在真空的传播速度c便由以下公式决定:

c=1/(epsilon0*mu0)^(1/2)

应当指出的,以上公式揭示的不仅是一个极为深刻的结果,而且至今仍然是我们理解光的传播规律的核心基石之一。我们将很快看到,决定光的实测速度的另一个关键因素乃是经典力学的惯性,或者说,是被正确解释之后的相对性原理。

那么光速公式的意义何在呢?

首先,既然光的速度乃是由真空的电、磁常数决定的,那么我们便有理由认为,真空中的光速应该是一种媒介特性(此处‘媒介'为广义,既包括物质媒介,也包括真空媒介);而进一步,既然光速是一种媒介特性,那么它的大小便与任何外部因素无关,特别地,我们有理由预期,光的媒介速度既不依赖于光源的运动,也不依赖于观察者的运动。请留意,这里我们所说的是光的媒介速度,它既是指光在静止真空媒介中传播速度的理论值,即与声在物质媒介的传播速度含义类似,也是指当光源与观察者相当于该媒介都静止时的实测速度,从这个意义上讲,光速与声速的含义也没有本质差异。

其次,如上所说,光的媒介速度乃是当光源与观察者相对于真空媒介都静止时的实测速度。但是我们知道,在日常生活与科学研究中,所涉及的光源与观察者可能存在多种多样的运动状态,那么如何确定这些因素对实测光速的影响呢?如果我们稍作思考,便会发现,回答上述问题的关键仍在"光速乃为媒介特性"这一基本原理上。

事实上,如果真空中的光速是一种媒介特性,那么我们便不能指望这个媒介速度c为光源的运动或者观察者的运动所改变;但是另一方面,我们也不要忘记,光速的测量总是由一个处于某种具体运动状态的观察者来操作的,而所测得的光速显然又是相对于该观察者的参照系而言的,正因为如此,观察者相对该媒介的速度v不能不考虑其中。其结果,光的实测数值已经不再是常数c,而是c+v或者c-v了。

回头再看光源。既然光的真空速度是一种媒介特性,那么我们便有理由相信光源的运动不能改变这一物理特性。事实上,不难理解,在光子离开光源的一刹那,它的运动速度已由媒介的物理特性所决定,而与光源的性质或者运动状态不再有关。所以结果是,光源的速度无法叠加于光的媒介速度之上,当然也无法叠加于由观察者所完成的光的实测速度之上。这就是我们通常所说的光速独立于光源运动的道理,而这个道理显然可由水波波速的测定形象地进行说明。

所以,一方面实测光速与光源的运动无关,另一方面这个速度又与观察者的运动有关,二者看似存在表面矛盾,其实都是光的媒介速度乃是一种媒介特性这一基本事实的具体反映。也就是说,因为光源速度无法叠加于媒介速度之上,所以实测的光速与之无关;又由于实测速度乃是由观察者来完成的,因而观察者的运动必须考虑之中,所以光速的实测数值又与观察者的运动有关。

我们注意到,以上所有基本事实原则上都适用于声速,于是我们要问:难道声速与光速的物理表现就没有差别吗?当然有的,因为我们知道前者需要物质媒介方能传播,而后者却在真空中传播无碍。此外,声波是一种纵向波(longitudinal wave),而光波是一种横向波(transverse wave),等等。不过,这些并不是我们在探讨光速时最需要关心的问题。但是声速与光速还有一个微妙差别需要特别引起我们的重视,我们将在稍后再认真审视这一话题。

特别说明一下:我们在本贴及以后诸贴探讨光速时使用的是全球定位系统所采纳的ECI(绝对的)同时性,其中的道理我们将稍后给出;但是目前读者需要确信的是:我们有充足的理由这样做。

最后,提醒一下,尽管媒介特性是理解光速的核心要素,但它并非决定光在真空中的实测数值的因素的全部;要想知道为什么,我们就必须先回答这样一个问题:

我们前面提及为了测定光的媒介速度,观察者与光源必须相对于真空媒介保持静止;相对于物质媒介保持静止易解易行,保持与真空媒介静止是何意思又如何实现呢?

我们将在陈述光速的实验证据时阐明这个道理;而且到时我们将能够更加全面、精确地刻划光速一方面独立于光源运动另一方面又依赖于观察者运动这一基本事实。

 

下一个贴子:也说光速常数:(三)光速的实验证据有哪些。

 

另:关于前贴"匀速运动",英文uniform motion若是直译即是匀速运动,因为速度是个矢量,既有大小又有方向,

所以匀速运动即是速度的大小和方向都不改变的运动,但是汉语术语是匀速直线运动,故以后从汉语习惯。

 

~无忧仙人



※※※※※※
-150
 [11楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2011/08/30 08:46 

对【5楼】说:
如果"那就是观察者所测得的光速不会受到光源运动状态的影响;"成立,那么光波的多普勒效应就是骗人的谎言。
[楼主]  [12楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 09:01 

对【11楼】说:

pengguoliang先生:

无忧仙人说的是光速的变化,你说的是频率变化,对吗?

 

~无忧仙人

 [13楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2011/08/30 09:31 

楼主看看我的两篇文章:
1.《迈克尔逊--莫雷实验能证明光速不变原理吗?》http://prep.istic.ac.cn/inte.html?action=getFile&id=282098c627c468eb0127c46dac2c0203
>2.《狭义相对论没有任何实验证据!》http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-229009.html

这两篇文章将终结相对论、改写物理学,把爱因斯坦请下神坛!

请看第一篇文章《向美国物理学会期刊投稿的经历》http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-195464.html

 [14楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2011/08/30 09:32 

楼主看看我的两篇文章:
1.《迈克尔逊——莫雷实验能证明光速不变原理吗?》http://prep.istic.ac.cn/inte.html?action=getFile&id=282098c627c468eb0127c46dac2c0203
2.《狭义相对论没有任何实验证据!》http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-229009.html
英文版都已经被《伽利略电动力学》接收。

这两篇文章将终结相对论、改写物理学,把爱因斯坦请下神坛!

请看第一篇文章《向美国物理学会期刊投稿的经历》http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-195464.html美国物理学会PRA主编、编委、总编均指不出任何问题。
[楼主]  [15楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 09:54 

对【14楼】说:

谢谢黄先生的信息;无忧仙人马上就看。

~无忧仙人

 [16楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2011/08/30 10:41 

对【13楼】说:
为什么光波的频率会受光波的影响,光速就不会受波源速度的影响?而光速是有光波的频率和波长决定。
 [17楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2011/08/30 10:45 

读帖时,帖子不存在
 [18楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2011/08/30 10:54 

读帖时,帖子不存在
 [19楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2011/08/30 11:02 

为什么光波的频率会受光波波源速度的影响,光速就不会受波源速度的影响?而光速是由光波的频率和波长决定的。
[楼主]  [20楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 11:06 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [21楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 11:24 

对【14楼】说:

无忧仙人已经读完黄新卫先生的第一篇文章,无忧仙人以为,文章的主要结论都是可靠的,但是有些论据可以再完善,

即个别地方可以组织得更有说服力些,或者可以考虑一些补充实验证据。

 

黄先生所探讨的问题其他人也在探讨,而且相信多人已经独立得出相同或相似的结论,所以黄先生对自己文章的结果

应该怀有深刻信心才是。

 

无忧仙人没有看到您的第二篇文章的原文。

 

谢谢您的文章。

 

如果黄先生愿意交流,敬请关注无忧仙人的这个系列贴子,它们可能会包含对您来说是新鲜或者有用的东西(这些贴子

是无忧仙人以及国外一些学者正式发表的文章的总结)。

 

~无忧仙人

 [22楼]  作者:张崇安  发表时间: 2011/08/30 11:25 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [23楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 11:37 

对【22楼】说:

 无忧仙人是想问他,“声波的频率会受声源运动的影响,而声速却可以不受声源运动的影响”这件事对不对,

如果对,为什么?

 

无忧仙人暂时没有下结论,乃是出于交流的技巧与目的。

 

张先生也可以就以上问题谈一下自己的想法。

 

~无忧仙人

[楼主]  [24楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/08/30 11:49 

读帖时,帖子不存在
 [25楼]  作者:张崇安  发表时间: 2011/08/30 12:32 

对【23楼】说:
完全正确!空气中畅开运动的身源,由于不带动空气,所以声波速与源速无关。其实,从另一个角度,介质波速反映的是介质的弹性和密度,这个速度是标量(因为方向是任意的),本质上与波源、观测者速度都无关。而波源运动是矢量,矢量和标量是不能合成的。所以,把声速与声源速、观测者速合成,本身就是概念糊涂。 现代物理实验证明光传播不需要媒介,光不是介质波。 所以我猜想光是类似空气中运行的行雁或子弹列,是因为这些粒子相似并间有规则间隔,才表现出类波性。如果把光本性看做类似子弹列,这个列的运行速度当然是矢量,就与波源、观测者之间服从矢量合成。 光的多普勒效应、光行差现象都可以用上述矢量合成轻易解释!
 [26楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/08/30 12:50 

读帖时,帖子不存在
 [27楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2011/08/30 14:20 

对【20楼】说:

"那pengguoliang先生能不能解释一下为什么声波的频率会受声源运动的影响,而声速却不受声源运动的影响?

注意,声速也是由声波的频率和波长决定的。"

     声速虽然不受最初声源运动的影响,但声速受次波源的速度影响,次波源是特殊的波源,但也是一种波源。例如,太阳光照射到麦-莫实验的那面镜子时,那面镜子就成为次波源了,麦-莫实验的那面镜子发出了光波。

    波动的速度是波动相对与次波源的速度,对于一切机械波都成立。对于有次波源的光波也成立

     对于没有次波源的光波,光波的速度是光子相对于波源的速度,例如,光波在真空真空的速度。

 [28楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2011/08/30 14:32 

读帖时,帖子不存在
 [29楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2011/08/30 17:27 

读帖时,帖子不存在
 [30楼]  作者:qstt  发表时间: 2011/08/30 18:05 

对楼主说:

无忧仙人先生的论证是基本正确的。

只不过有些地方说明不够,被误解了。

例如,你前面就说了,爱因斯坦认为光的速度不仅不依赖于光源而且不依赖于观察者,没有说明这就有问题。

又例如,10楼说了麦克斯韦的光常数c的问题,当时没有说明这是光线在真空媒质中传播的不变速度,被误解为相对任何惯性系观察者光速不变。

其实接着后面就说了光速与其它速度的叠加c+v或者c-v,就是说明了这种光速变化问题。

我认为还应该补充说明关于光速与光源运动无关的问题。这个问题是指观测者实际上相对于光媒质静止观测结果。如果观测者与光源一起相对光媒质运动,例如地表上空飞行(速度为v)的飞机发出的光信号与飞机飞行方向在同一直线上,则光信号相对飞机这个光源的速度就成了c+v或者c-v,再不是纯粹的c了。这就不是光速与光源运动无关了,而是有关的速度叠加了。

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名: 一 二 三 无
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.22211503982544