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多普勒效应与相对论
一 “与声波的多普勒效应类似，当光源与接收器之间有相对运动时，接收器接到的光波频率会随着相对速度的不同而改变。这种现象叫光波的多普勒效应。 设光源发出的光波频率为γ0 ，光源与接收器之间在它们联线方向上的相对速度为V。。。。。。那么，接收器收到的光波频率为 γ==γ0 （1+V/C） 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1） 式中C为光速。”（引自哈工大83级光学仪器专业《物理光学》教材，机械工业出版社出版） C==γ0 λ0 即：γ0 ==C/λ0 。。。。。。。（2） 将（2）代入（1），得： γ==（C+V）/λ0 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（3） 比较（2）和（3），我们得到光波相对于接收器的速度是（C+V）而不是C，即相对论的“光速不变”假设本身不成立。 二 相对论的支持者不会同意上面的推论，他们会寻找其他的解释。 首先可以排除的是，这里我们不能对光波的多普勒效应产生怀疑，即我们不能怀疑由接收器和光源的相对运动而引起的谱线的红移和蓝移，否则物理学家和天文学家们也不会根据“红移”得出宇宙大爆炸的结论了（只是引起红移的原因不只多普勒效应一个）。 相对论的支持者们为了解决和“光速不变”的冲突，会说光波相对于接收器的速度还是C，而不是（C+V），关键是对于接收器来说，光波频率变化的同时，波长也变了，其值为 λ==C/γ 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（4） 将（3）代入（4）得： λ==λ0 C/（C+V） 。。。。。。。。。。。。。。。。（5） 对于这种解释，我们当然不能表示满意。因为波长在这里事实上是一种尺度，虽然（5）式表明了“尺缩”，但这个尺缩与相对论给出的“尺缩”是不同的，根据相对论应该有 λ==λ0 sqr(1-V2/C2) ................(6) 比较（5）、（6）两式，矛盾立即就立即表现得很清楚。 相对论的支持者们总会有办法的，这时，他们会说（1）及由（1）得到的（3）都是不确切的，为了和相对论相协调（任何理论的提出者和支持者都有自圆其说的倾向性，），接收器接收到的光波频率不是（3），而应该是 γ==C/[λ0 sqr(1-V2/C2)] 。。。。。。。。。。。。。。。。（7） 这样一来，不光相对论的“光速不变”成立，相对论的“尺缩效应”也能很精确地成立。 人们或许会说，关键在于用实验检验（3）和（7）哪个更准确了。而这样一个检验性的实验或许是很难做的。而即便实验支持（7）式，也很难说它就能确认相对论是正确的，因为我们必须全方位地考察才能判定一个理论的正确与否，而在这个例子里，即便不做实验，我们也能立即做出相对论是错误的判断-----------------因为，上面的跟相对论协调的努力在接收器远离光源运动的情形下立即会土崩瓦解，在这种情况下，频率会向红端移动（变小），而按照相对论支持者的逻辑，自然会得出波长会变长的结论，这跟相对论的尺缩效应是不可调和的；如果照顾“尺缩”效应并照顾“光速不变”，就会得到无论接收器背离光源运动还是接收器向着光源运动都会发生频率蓝移这个跟实验结果直接矛盾的结论。 作为相对论的反对者，在这个例子中实在想不出办法为相对论做辩护了，或许波长在这里并不能作为尺子来看待（这样可以避开“尺缩”问题）而相对论的“光速不变”仍成立（还能跟实验结果中的红移和蓝移相协调）？或许这样的解释并不算牵强并能让你满意？ 而我们需要明确的是，在自然科学中，谬误是不可能证明为真理的。 老鹤。 2000/8/12。 转自 我是中国人[ysg.xilubbs.com] |