吴先生认为“狭义相对论能同时解释迈莫实验和SAGNAC效应”,那么请给出证据或证明!至于潘根的解释,明显是错误的,还值得一提吗?
另外,我发现吴先生很有意思,每次不直接针对问题讨论,只说,你看某某给出了解释。至于该解释是否正确,他从不管,也不愿深入讨论。 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 狭义相对论对塞格纳克效应的解释 在旋转的参考系中,存在着惯性离心力场和柯里奥利力场。根据等效原理,惯性离心力场等效于引力场,应当能使视在光速大于或小于c。从这个意义上讲,似乎应当用广义相对论来处理。但在塞格纳克实验中无必要考虑这种力的影响,这是因为: 第一,惯性离心力是保守力,对于同一个环路中的方向相反的两束光有相同的影响,不会影响干涉条纹的数目。 第二,直接感受干涉条纹的"观测者"并不是实验员,而是记录干涉条纹的仪器,不是"隔着引力场来观测",所以顺钟向和逆钟向光束的传播速度都应为c。/ 第三,实验中涉及的牵连速度ωR远远小于c,它对速度的影响是属于二级小量(ωR/c)^2的效应,不可能使光速达到(c+ωR)。所以,即使是"隔着引力场来观测",只要这种弱场可被忽略,那就还是可以使用狭义相对论中的速度合成原理来计算。 如果质点在实验室参考系中的速度为v,环路本身的线速度为ωR,那么质点在转动参考系中表现出的速度就应当是 v'=(v-ωR)/(1-vωR/c^2)。 (6) 环路干涉实验中涉及的运动质点是光子,其速度为v=±c(顺时针方向者取正号)。将它代入(6)式,则得v'=±c 。这就表明:在塞格纳克实验中,光速不变原理在局部惯性系里仍然有效。 我们可以直接以狭义相对论提供的多普勒红移公式为依据来导出塞格纳克效应。在实验中,我们不必考虑原始的光源,因为环路中的两束光实际上都是以分束板为直接光源。我们先以实验室为参考系,如果设想这种光源在静止时所发射的光波的波长为λ,那么在干涉仪转动起来之后就应当在顺钟向和逆钟向分别出现蓝移和红移,根据狭义相对论提供的多普勒红移公式,蓝移和红移后的波长应当分别为 λ1=λ[(c-ωR)/(c+ωR)]^1/2 , (7) λ2=λ[(c+ωR)/(c-ωR)]^1/2 。 (8) 这两个波长都是用实验室参考系中的尺测量的。如果设想有个观测者跟着干涉仪一道转动,他所测得的两个值分别为λ'和λ",那么,利用狭义相对论中的长度变换公式就可以知道 λ'=λ1/(1-ω^2R^2/c^2)^1/2 , (9) λ"=λ2/(1-ω^2R^2/c^2)^1/2 。 (10) 将(7)和(8)式分别代入(9)和(10)式,得 λ'=λ/(1+ωR/c) , (11) λ"=λ/(1-ωR/c) 。 (12) / 两束光通过的路程都是L=2πR,因而它们在环中的完全波的个数分为 N'=L/λ'=2πR(1+ωR/c)/λ , (13) N"=L/λ"=2πR(1-ωR/c)/λ 。 (14) 此二式相减,并利用S=πR^2,就得到干涉条纹的移动数: △N=N'-N"=4ωS/cλ。 (15) / 此结果与经典式相同。在推导过程中只使用了狭义相对论中的公式这就表明以往教科书中关于"看来应当用广义相对论来解释"的提法是未经过深思熟虑的。 以上是潘根的解释,也是各教科书中的解释。 类似地,在黄假想实验中,光纤上两点A和B,设光从A到B方向时波长为λ',光束从A到B,在此环中的完全波的个数为 N'=L/λ'=AB(1+ωR/c)/λ , 同理,设光从A到B时波长为λ'', 光束从A到B,此时在此环中的完全波的个数为 N"=L/λ"=BA(1-ωR/c)/λ 由于AB=BA,二式相加表示光速在AB和BA路中总的完全波个数N=2AB/λ 垂直方向的回路长度等于2AB,此回路光波个数也为2AB/λ,因此不存在干涉条纹的移动数。或说在此开环的闭合回路中的S效应为零。证毕!! |