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环球通讯实验中两束光不可能既同时到达A点又同时到达A’点,不能简单地理解为路程不同!望三思!
[楼主] 作者:hudemi  发表时间:2003/05/25 20:06
点击:292次

宇观先生,你在31671帖中说我对环球通讯实验的理解有误,认为“其中显然的错误是因为光达到A'点时两束光走过的路程明显不同”。也许,理解有误的是你而不是我。

最初,我也同你一样,直观认为是光走过的路程不同引起的,所以也没有太在意这个假想实验(我个人认为可以看作是一个假想实验,甚至不需要真的去做,关于这一点,不知该实验方案的提出者刘志波先生认不认同)。事后一细想,感觉刘先生提出的这个实验方案实在是妙,其实这里并没有光程不同的问题!

要知道,刘先生在这儿讨论的是两个参考系的问题,一个与A点固连,另一个与A‘固连,无论是A点参考系看还是A’点参考系,从”各自“的参考系来看,向东向西的光过的路程是一样的,若两个参考系中,光速均各向同性,则A系就认为两束光应同时到达A点,A‘系也会认为两束光应同时到达A’点。可事实上,由于自光发出后,A和A‘点由于运动不再重合,因此,这两束光绕地球一圈后不可能既同时到达A点又同时到达A‘点。这样,必然会得出其中”必有“一参考系中的光速”不是各向同性“的结论,从而与相对论的任何参考系中光速均各向同性的观点相矛盾。

至于你说的光程不同,实际上是指从一个参考系看”另一个“参考系内的光走过了不同的路程,比如,从A参考系看,到达A’的光,东西两束光走过的路程不同,反过来,从A‘参考系看,到达A的光,东西两束光走过的路程不同。可惜这与我们讨论的问题无关,我们要讨论的是:“同一参考系内“的光,东西向的光速是否相等的问题。事实上,无论”独立地“从A参考系看还是”独立地“从A’参考系看,东西两边的路程是相等的,不存在光程不同的问题。所以说你的说法不成立。

至于这个假想实验是否真正对”光速不变“的观点构成了威胁,还请各位网友继续发展意见,尤其希望沈建其等相对论的支持者能发表意见,因为这里毕竟涉及到了转动参考系的问题。

黄德民2003。5。24

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 [2楼]  作者:董银立  发表时间: 2003/05/25 20:51 

的确不可能同时到A和A*,光速不变寿命延长更荒唐,但皮厚的相对论不怕炮轰,我们只有先解决经典物理的所有矛盾。
的确不可能同时到A和A*,光速不变寿命延长更荒唐,但皮厚的相对论不怕炮轰,我们只有先解决经典物理的所有矛盾。

※※※※※※
巨人站在地球上会说:伽利略相对性原理不成立,地球上光速各向同性不成立。
 [3楼]  作者:马国梁  发表时间: 2003/05/25 21:05 

黄先生,前边我曾发过这个问题的帖子——

你大概没看到。现在敬请赐阅——

   “环球通信实验”确实是一个饶有趣味的问题。随着光缆在全球的连通,总有一天会有人完成这个实验的。

但理论分析的结果恐怕是仁者见仁、智者见智。谁是谁非,只能靠实践来检验。当不考虑地心的绝对运动时,按照我的理论,我分析的结果是:

1、  在实验室的原位置a点,东西方向的环球光信号是不可能同时返回的。由于介质的拽引作用,使得朝东的光信号所需的传播时间减少.

t1 = 2πRn / [ c +n-1)ωR ]

朝西的光信号所需的传播时间增多。为

t2 = 2πRn / [ c -n-1)ωR ]

时差是   Δt = t2 - t1

= 2πRn 2ωRn-1/ [ cc – ωRωRn-1)(n-1]

2 在运动的实验室内a′点,东西方向的环球光信号也是不可能同时返回的。由于光的相对速度不同,所以使得朝东的光信号所需的传播时间增多.

t1= 2πRnc + ωR/ cc

朝西的光信号所需的传播时间减少.

t2= 2πRnc - ωR/ cc

 时差是   Δt =  t1- t2 = 2πRn 2ωR / cc

3、在介质惯性参照系中,闭合路径的平均光速应总是为

        c= c / n

4 / 30 = 1 / 7.5 秒的短时间内,地心的绝对运动状态不会有很大的变化,故可将之看作是惯性运动。但地球及环球光缆却不是惯性系。因为它们在围绕地心转动,且介质的运动方向总是在光信号传播的路线上,故朝东、朝西的光信号的平均运动速度不可能再都等于c / n .而是分别约等于 [ c + ( n – 1 )ωR ] / n [ c - ( n – 1 )ωR ] / n  .

若取  n = 1.5   R = 6378 km   c = 300000 km/s    

 ωR = 0.465 km/s

则可算得   Δt  = 0.31 μs

          Δt = 0.62 μs

实验室末位置 a′点在初位置 a 点东侧的

2πRn ωR / c = 93 米处;

东西光信号返回交汇的位置是在a′西侧的

2πR ωR / c = 62 米处。

这就是我分析、计算的结果。

 [4楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/05/25 23:10 

实验还是要做的,因为实验的结果可以证明哪些观点是错的
实际上没有专家愿意说出实验结果,各种可能的答案都有可能与实验结果不符。实验结果具有很重要的意义,不过有能力做实验的人是很少的。
 [5楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2003/05/26 10:26 

可以肯定的是光绝对不会同时到达A'点。以此也不能否定光速不变性原理

我们回想得出光速不变性结论的迈克尔逊-莫雷实验。在此实验中,光在各个方向上传播的闭合路程是不变的。 A点上的参考系上看,光缆和光走过的路程与此实验上光臂与光走过的路程完全相同(光缆的中点相当于反射镜的作用),所以,A点上的结果相当于迈-莫实验两光臂重合时的结果。这样,光会同时到达A点。

而从A‘点参考系上看,光缆相对与A’点是运动的。对这一运动状态的判断不需要站在另一参考系上。这相当于什么呢?相当于迈-莫实验中的干涉测量点在其中一个光臂中沿单程光路在光的传播方向运动的同时又在另一光臂中逆着光的传播方向运动。所以,会明显地观测到了干涉条纹的移动。这就是光不同时达到A‘点的判断依据。

综上所述,该实验不但不会否定光速不变性原理,而且是该原理的进一步肯定。其实验原理没有超出迈-莫实验的范围。望德民先生再仔细考虑,或听取这里的半个权威沈建其先生的具体意见。



※※※※※※
hgy
 [6楼]  作者:zhouju008  发表时间: 2003/05/26 16:07 

各位:偶以为相对论的光速不变

是指真空光速的本征速度不变。所以环球通讯实验无法推倒光速不变,即使将光缆换成真空也不行。它只能证明有超光速的观测结果。

而且最重要的是真空光速在相对论中有时间和空间的联系的作用。如果光速不变被否定了,谁来代替真空光速的作用?

至于光速不变是指真空光速的本征速度不变。请参看spti.nease.net我的文章中对时空坐标系的定义。

 

[楼主]  [7楼]  作者:hudemi  发表时间: 2003/05/27 13:35 

马先生,我还不能认同您的看法!

 

马先生您好!

时间匆匆,没有仔细琢磨您的帖子,初看之下,觉得您的说法可能有些错误。

比如您说的第一种情况,姑且不论光纤的原理是什么(我的印象,光纤是一种中空材料而不是一种介质,光在其内部传播主要靠反射!),您既然考虑了光纤的牵引问题,说明您并不是站在与A点相对静止的参考系,而是站在恒星系或其它什么参考系上来考虑问题的(因为站在与A点相对静止的参考系来看,不存在光纤运动的问题,也就不存在光纤引对光的牵引作用),既然如此,A点也是运动的,不知您的计算考虑了A点的运动没有?反过来讲,刘先生的原帖中就要求从A点来观察,您为什么要把参考系选在A点之外?

 

我个人认为,实际结果可能是,两束能同时回到A点。因为无论从波的角度看(这时要考虑传播光的介质是随地表一起转动的),还是从粒子角度看(这时要考虑源速问题),结果都是同时到达A点的。

时间有限,不再展开,若有不同意见,下回再谈。

 

黄德民

[楼主]  [8楼]  作者:hudemi  发表时间: 2003/05/27 13:41 

当然,如果能做实验更好!

我说的是,即使不做实验,你这个问题也可能够相对论专家头痛的!

黄德民

[楼主]  [9楼]  作者:hudemi  发表时间: 2003/05/27 13:54 

除非你将光缆完全当作一种介质理解,否则按相对论光速与光源运动无关的说法,A’中不必考虑光缆的运动。

我的印象,光纤是靠内部反射来传播光的。即使是一种均匀介质也无所谓,可用反射镜来代替(刘先生原帖中也提到过)。理论上,如果沿地球赤道放置一圈反射镜,也可以做这实验。按照相对论的光速与源速无关的说法,A’点也不必考虑镜面的运动,对它来说两边是完全相等的路程,各自构成一个闭合回路。

当然,我也想听听沈先生的发言。

黄德民

[楼主]  [10楼]  作者:hudemi  发表时间: 2003/05/27 14:00 

没必要过分强调真空光速!

当然,确切地说,光速不变原理是指真空光速。可世界上有真正的真空光速吗?哪个光速实验不是在“非真空”下做的。

我不明白,您为什么会发出这样的感叹:“如果光速不变被否定了,谁来代替真空光速的作用?”难道离开了光速,就不能建立起物理学?牛顿力学当时没有运用光速概念,不是建立得好好的!

 [11楼]  作者:zhouju008  发表时间: 2003/05/27 14:19 

回复:牛顿力学不涉及时空关系,当然不需要考虑“代替真空光速的作用”的问题!但现在不同了。这问题必须考虑,而且是关键。
环球通讯实验中两束光不可能既同时到达A点又同时到达A’点,不能简单地理解为路程不同!望三思!
 [12楼]  作者:zhouju008  发表时间: 2003/05/27 17:45 

回复:您看,那也不是感叹,那是推测的标准。
环球通讯实验中两束光不可能既同时到达A点又同时到达A’点,不能简单地理解为路程不同!望三思!

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