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惠更斯次波原理彻底否定了光速不变原理
[楼主] 作者:pengguoliang  发表时间:2014/07/19 08:24
点击:180次

弹性介质中任何一点与其周围相邻各点间都有弹性力的联系。介质中任一点的振动将直接引起邻近各点的振动。因而在波的传播中,任何一点都可以看作新的波源。1690年惠更斯在建立光的波动学说时,提出了一条原理即惠更斯原理。它的内容是:介质中波到达的各点都可以看作发射子波的波源,在以后任一时刻,这些子波的包迹就是新的波阵面。惠更斯原理对任何波动过程都是适用的,不论是电磁波或是机械波,也不论这些波通过的介质是均匀的或是非均匀的,各向同性的或各向异性的。 
   
根据惠更斯次波原理,任何时刻任何波动的波面上的每一点都可作为次波的波源,各自发出球面次波。因此,任何波动在传播过程中,遭遇到的任何媒质或障碍物,都可以把该障碍物的表面的每一点或媒质作为次波的波源,各自发出次波。故任何波动在前进中遭遇不同运动速度的物体或媒质就能以该物体表面的每一点或媒质作为次波的波源,波动的速度就随着与波相接触或遭遇的次波源(物体)速度的变化而产生相应变化。 
惠更斯次波原理是一切波动最基本的物理原理和理论基础.是一切波动的干涉,衍射,反射,折射等波动现象产生的原因和进行解释的理论基础. 
      根据惠更斯次波原理,我们可以做出自然而又合理的推测:波速是波动相对于次波源的速度。做出这一推测是基于以下事实:在经典的物理理论认为机械波的波速是相对于媒质的速度;而由惠更斯次波原理得出波动经过的媒质分子可以成为次波源。显然,经典理论在波速的认定中不够严密,波动没有经过或遭遇(接触)的媒质,不能成为次波源,波速不可能是波动相对于那些不经过的媒质的速度.按照惠更斯次波原理,只有那些波动经过的媒质才能成为次波源,波速只能是相对于波动经过媒质分子或媒质分子团,也就是相对于次波源的速度,而不是相对于任意或任何媒质的速度。
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 [2楼]  作者:马国梁  发表时间: 2014/07/19 10:53 

如果次波源移动呢?波速是……
[楼主]  [3楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/19 22:33 

对【2楼】说:

波源或次波源的速度是随时变化的,波速是波动相对于次波源的速度,波源或次波源的速度是指波源或次波源发射次波时刻的速度。

 [4楼]  作者:tyger01  发表时间: 2014/07/20 15:09 

次波源在发出波的本质上与波源是等价的,只是从能量上说,波源是能量提供者,次波源只是把接收到的能量再发出去。
波不随波源的移动速度而改变,因此同样不随次波源的速度而改变。

波的传播中途中的任何一点都可视为次波源,不一定非要遇到不同密度的界面或物质。

机械波速是相对介质的速度。
比如端一盆水移动时,水中的波会随那盆水的移动而移动。

电磁波与机械波不同点在于电磁波是相对空间的,没有实体物质。这一点是两种波的不同本质。

电磁波的传播不依赖介质,但受介质的影响。因为介质会影响场的密度。

机械波我们很熟那是因为极低频率的机械波我们肉眼能看到,比如水波。

电磁波我们肉眼看不到,但是我们可以想像一下:
假如宇宙中空无一物(为了排除影响思路),空间中某一点突然出现一个电荷,这个电荷将会产生电场,它的电场以极快的速度迅速弥漫它周围的空间。距离电荷一定距离的地方会在电荷产生后的一段时间感觉到这个电荷的产生,说明电场已经弥漫到那一点了。
电场的产生不依赖中间有没有物质作为介质,都会向外弥漫。

假如那个电荷突然又消失了,过程也一样,它的消失信息也以场的建立速度向外弥漫,相距离电荷有一定距离的点也要经过一定的时间才发现电荷消失了,电荷的消失信息也不通过任何媒介就可以传播到外界。

假如电荷即不消失也不恒定,而是按正弦规律变化,则这种变化也同样按电场建立的速度向外扩散,也就是说,电磁波在传播时,不需要传播到的地方原来存在电磁场,不是原来存在于该点的场的波动,而是在场源的波动到达时建立的场的波动。因此场的波速不是相对介质或任何其他物质的速度,是场的建立速度。

这与机械波有本质的区别,机械波是临近的分子将能量依次传递的结果,而电磁波是本身建立的电磁场的变化。是场源的变化的直接对外宣布,因此在没有遇到介质分界面时没有次波源。

次波源是本地物质的振动的二次传播,电磁波是场的波动的直接移动,波没到达时本地没有静止的场。

我们知道,水波的速度相对水是恒定不变的,但是想像一下如果一个地方原来没有水,而是波动的水喷向那个位置时,波动相对那个位置是水波的速度吗?显然是由水的速度确定的,所以同样的电磁波的速度由场的建立速度决定。那就是光速。

光的速度同电磁波一样是场的建立速度。
场源一量出现,场变开始建立,消失时已建立的场并不消失而是继续向外扩散,场源的移动可以理解为一点的场源消失的同时相临点的场源建立,因此场的扩散速度不受源速度影响。场源消失后已经产生的场继续扩散,与场源无关,扩散速度不变,因此在真空中的光速不变。场的感知与场的建立速度相同,因为场的感知是场与场的相互作用来体现的,因此光的接收器感知的光速不变。这是电磁波与机械波完全无法相容的性质。

不过注意是“感知”的速度不变,不是真实的速度不变。我们感知的场的速度就是光的速度,而光的速度又是场的传播速度,这就像一个橡皮尺子自己测量自己的长度一样,无论真实情况下它是否被拉长了,但是自己量自己得到的读数不变,这就是为什么测量不到光速变化的原因。

机械波以外在的物质作参照物,可以得到速度的改变,电磁波以场的速度作参照物,所以任何情况下都无法度量出变化。

在介质中,场的密度会变化,导致波动的波长变化,但频率不变,所以速度改变了。

因为电磁波的速度望远无法测量到变化,所以必须这一现实,并采取一些措施把这一问题造成的测量结果进行必要的修正,这就是相对论中的本质原理。


[楼主]  [5楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/20 21:10 

在地球上空,光波的速度是光子相对于空气分子的速度。
[楼主]  [6楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/20 21:18 

现代测量光速试验环境的真空度不够。有些试验甚至在空气中进行。现在能用分子抽气机和扩散抽气机得到0.0000000001大气压的高真空,即使这0.0000000001大气压的高真空中的气体分子密度也达到了2.69×10(15次方)个每立方米,因此可以说人类基本没有在真空环境中测量过光速。我们知道空气中有大量的气体分子,这些气体分子也会成为次波源,从而干扰了测定。
 [7楼]  作者:马国梁  发表时间: 2014/07/21 06:23 

电磁场的移动实质上仍然是波动,但却不是以光速传播的电磁波。当然电磁场由移动所产生的变化也会以光速由近到远向周围空间传播,只是其波形非常简单。所以只有当电磁场做变速的往返移动时,在周围空间才能形成连续不断的电磁波。
周期性的时变电场或磁场也能产生电磁波,而稳定的电磁场则不能产生电磁波。同理,静止的和做匀速运动的电荷也不能产生电磁波,只有当电荷做变速往返运动或电量发生周期性的增减时,才能在周围空间产生电磁波。
所以电磁波的本质就是长短不同、以光速往前移动着的、不断变化着的电磁场。且由各种方式产生的电磁波各自独立传播,互不干扰,可在同一空间内叠加。
电磁波的强度只是电磁场变化的幅度。也只有这两者的互生才是真正可逆的。不存在单独的电场波或磁场波,由于变化它总是要生出另一种场。所以电磁波是不可能分开的。
[楼主]  [8楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/21 15:05 
[楼主]  [9楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/21 15:05 

实质上,根据惠更斯的次波原理,波动经过的媒介可以成为次波源,成为次波源的媒质作为波动的载体,接受次波和发射次波。因此,任何媒介分子既是次波源,又是接收器。媒介分子相对于上一级的媒质分子,它是接收器,接收次波。相对于下一级的媒质分子,它又是次波源,发射次波。当波动由波源传向媒质,波动在沿途各个媒质中不断传递,最后由媒质传给接收器或观察者。
[楼主]  [10楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/21 15:06 

实质上,根据惠更斯的次波原理,波动经过的媒介可以成为次波源,成为次波源的媒质作为波动的载体,接受次波和发射次波。因此,任何媒介分子既是次波源,又是接收器。媒介分子相对于上一级的媒质分子,它是接收器,接收次波。相对于下一级的媒质分子,它又是次波源,发射次波。当波动由波源传向媒质,波动在沿途各个媒质中不断传递,最后由媒质传给接收器或观察者。
[楼主]  [11楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/21 15:14 

对【3楼】说:

实质上,根据惠更斯的次波原理,波动经过的媒介可以成为次波源,成为次波源的媒质作为波动的载体,接受次波和发射次波。因此,任何媒介分子既是次波源,又是接收器。媒介分子相对于上一级的媒质分子,它是接收器,接收次波。相对于下一级的媒质分子,它又是次波源,发射次波。当波动由波源传向媒质,波动在沿途各个媒质中不断传递,最后由媒质传给接收器或观察者

[楼主]  [12楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/21 15:14 
[楼主]  [13楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/24 08:31 

为什么我们在实际测量中,波速(光速)总是与源速(光源速度)无关。测不到光波相对于光源的速度呢?这是因为有次波源的影响。次波源包括各种介质(媒质)分子,例如各种空气分子和星际介质分子。可以说,任何光速测量都受到介质分子或空气分子的干扰影响。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,光波在真空中的速度。
在真空中,次波所对应的次波源的速度就是发射该次波的煤质分子在发射该次波时刻的速度。次波源与波源完全一样,随着次波源速度的变化,接收到次波源的光波的频率真真切切的产生了频移,发生了多普勒效应,这一点是很容易通过试验来验证的。例如当太阳光照射到麦-莫实验的那面镜子时,那面镜子就成为次波源了,当移动麦-莫实验的那面镜子,使它具有一定的速度,从镜子中发射出来的光波的频率真真切切的产生了频移,发生了多普勒效应,而且从镜子中发射出来的光波的光矢量真真切切的产生了光行差现象。
[楼主]  [14楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/24 08:31 

为什么我们在实际测量中,波速(光速)总是与源速(光源速度)无关。测不到光波相对于光源的速度呢?这是因为有次波源的影响。次波源包括各种介质(媒质)分子,例如各种空气分子和星际介质分子。可以说,任何光速测量都受到介质分子或空气分子的干扰影响。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,光波在真空中的速度。
在真空中,次波所对应的次波源的速度就是发射该次波的煤质分子在发射该次波时刻的速度。次波源与波源完全一样,随着次波源速度的变化,接收到次波源的光波的频率真真切切的产生了频移,发生了多普勒效应,这一点是很容易通过试验来验证的。例如当太阳光照射到麦-莫实验的那面镜子时,那面镜子就成为次波源了,当移动麦-莫实验的那面镜子,使它具有一定的速度,从镜子中发射出来的光波的频率真真切切的产生了频移,发生了多普勒效应,而且从镜子中发射出来的光波的光矢量真真切切的产生了光行差现象。
[楼主]  [15楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2014/07/24 08:31 

真空度比较高的环境是宇宙的星际空间,在银河系内介质分子(星际物质)的密度从10(5次方)个质点/m3到10(18次方)个质点/ m3.在星际介质密度较低的星际空间中,取相应较短的空间距离来测量光速,该相应较短的对应空间距离是可以看做真空的。

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