| http://blog.sina.com.cn/s/blog_49905be30102vd58.html |
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:刚才搜索,微带线【适合制作微波集成电路的平面结构传输线。】。因此,修改为,
或许,是由于电感性质,导致长的铜导线输出电压比较高(图中蓝线)、电压峰值出现的时间不同。 |
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引用【作为交流电源的信号发生器在输出端有一个“双通”元件,分别连接一根短的铜导线以及一根长的铜导线。短铜线长度为0.4m,长铜线长度为6.4m。二根铜线的另一端分别连接到数值示波器的二个输入通道。示波器显示的红线代表通过0.4m导线的信号,蓝线代表通过6.4m导线的信号。示波器显示图像的纵座标代表测量到的电压,横座标代表测量到的时间。这样,通过二根不同长度的导线的时间差就在示波器上明确地显示出来,并可以定量地记录下来。下图是一个例子......
.......在图中,信号频率是 6MHz,二条竖的黄线的间距标记了短铜线的红线比长铜线的信号提前了1.6纳秒。换算出交流电场的速度,超过光速12倍。】 ==== 或许,是由于微带线的电感性质,导致长的铜导线输出电压比较高(图中蓝线)、电压峰值出现的时间不同。 |
| 1楼提到的文章,其中没有说明【由于金属导线自身分布电感的存在,产生了时间延迟】、其中【换算出交流电场的速度,超过光速12倍】是以交流电场的标准传播速度为基准吗?【超过光速12倍】会不会是“乌龙球”呢? |
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电流的速度远超光速,真空中的光速最慢,可就是有人不相信。我早就发现原子理论和电磁理论存在严重错误,但很多人中毒太深了。
现在很多人认识到了相对论的荒谬性,那只是五十步笑百步。 |
| 如果某人100米跑步时间是t1, 1000米跑步时间是t2,但我们不可能使用900/(t2-t1)来表示他在900米中的平均速度。万一他在100米跑步时是慢腾腾跑,导致t1约等于t2,但是这不等于说他在900米中的速度是超光速(根据“900/(t2-t1)”,如果t2接近于t1,是超光速,但实际不应该是这样)。这是因为在100米内的速度过低,造成了900米内的“超”光速。 |
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对张操、廖康佳、樊京“导线中交流电场时间延迟的测定”内的“超光速”的解释:
“导线中交流电场时间延迟的测定”需要考虑长、短导线彼此之间的互感和电容(导线自感和自身电容都可以不计)。 先来看一个理想的例子(两根平行无限长直导线的每单位长度电感)。根据D. K. Cheng教材p.184(中文译文本),两根平行无限长直导线的每单位长度电感L'=(μ0/π)(1/4+ln(d/a)), 其中a为直导线截面半径,d为两根平行直导线之间的距离(当然,d也不能太大,否则超过导线长度,就不是“无限长直导线”了),其中μ0/(4π)是孤立直导线每单位长度电感,(μ0/π)*ln(d/a)是每根导线上接收到的每单位长度互感。一般来说,ln(d/a)远大于1/4 (如你们的实验,导线半径是a=0.5毫米,设两根导线之间的距离是d=20厘米,那么d/a=400, ln(d/a)就是1/4的几十倍)。所以,我们得到结论,两根平行无限长直导线的每单位长度电感中,互感比孤立自感要大几十倍。自感可以不计。你们的每单位长度的电感L'=L/l=2*10*(-7)*(Ln(2l/r)-0.75),属于导线自感,比起互感来,也可以不计。 以上针对的是“两根平行无限长直导线”。在你们的实验中,也是有两根(长、短)导线,但长度有限,也不一定平行,故而需要重新算互感:根据D. K. Cheng教材的算法,导线的单位长度电感L'是把自身孤立电感与互感系数加起来。根据上面的估算,比起互感来,自身孤立电感(自感)可以不计。于是我们就算互感: 根据D. K. Cheng教材p.185, 长、短导线互感系数的求法是:L=μ0/(4π)*(dl1)*(dl2)/R的双重积分(dl1是短导线长度的微分,dl2是长导线长度的微分,R是两导线电流元之间的距离)。于是短导线单位长度互电感是μ0/(4π)*(dl2)/R的积分,长导线单位长度互电感是μ0/(4π)*(dl1)/R的积分。由于你们的实验中,长、短导线长度之比是15以及23倍,因此,短导线单位长度互电感(L'=μ0/(4π)*(dl2)/R的积分)将是长导线单位长度互电感(μ0/(4π)*(dl1)/R的积分)的15以及23倍。 据David K. Cheng “电磁场与电磁波”书籍第九章“传输线理论及应用”p.293(中文译文本),波沿着传输线的传播速度是u=1/(L'C')^(1/2), 这里L'是每单位长度的电感,C'为每单位长度的电容。由此,短导线内的电波速度只是长导线内的电波速度的1/(15)^(1/2), 1/(23)^(1/2)倍, 大约1/4到1/5倍。 此外,长、短导线之间也构成电容。那么长、短导线上的每单位长度上的电容C'是多少呢? 与互感类似,这个互电容C是共享的,那么在短导线看来,自己单位长度上得到的电容是C'=C/l1, 长导线单位长度上的电容是C/l2. 短导线上电力线密集,短导线单位长度电容C'是导线单位长度电容的15以及23倍。根据波沿着传输线的传播速度是u=1/(L'C')^(1/2),短导线内的电波速度只是长导线内的电波速度的1/(15)^(1/2), 1/(23)^(1/2)倍, 也是大约1/4到1/5倍。 总而言之,综合以上两个因素,考虑长、短导线彼此之间的互感和电容(导线自感和自身电容都可以不计),短导线内的电波速度只是长导线内的电波速度的1/16到1/25倍. 因此,短导线内的传播时间其实不能忽略,可以与长导线内的传播时间比较(其实基本就是相等,如:当长、短导线长度之比是16,那么长、短导线速度之比也是16;当长、短导线长度之比是23,那么长、短导线速度之比也是23),长、短导线内信号是同时到达的,这造成了表观上的“超”光速。 所以,所谓把速度定义为 v = (l2-l1)/t,有超光速,其实是因为t(时间延迟)几乎为零造成的假象。 SHEN JIAN QI |
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能认为一般光学电磁实验真的验实了超光速了吗?
相对论说“粒子不可超过光速”,针对的是能量-动量具有如下平方色散关系E^2=p^2*c^2+m0^2*c^4的普通粒子。因此,如果色散关系不满足E^2=p^2*c^2+m0^2*c^4的粒子,不排除其有超光速的可能,如虚粒子,就不满足色散关系E^2=p^2*c^2+m0^2*c^4,虚粒子是可以为超光速的(虚粒子是相对论量子场论的中间过程中的粒子)。此外,m0^2可以小于0,这样也有超光速。Higgs机制的前身(对称破缺前),其实就是一种“快子”,快子不稳定,会发生对称破缺。快子是庞加莱群的一个表示。这些都是相对论性的理论。所以,相对论本身并不排斥“超光速”。 有人说,隧道效应也是超光速的。隧道效应中,粒子动量为虚数,也受量子论能量-时间测不准关系的制约,在测不准关系下,粒子是虚粒子,因此不排除其超光速的可能。除了隧道效应和虚粒子情形,一般光学电磁实验真的验实了超光速了吗?我不这样认为。 例如,最近张操先生等人的实验,将MHz波同时输入两根长短不同(6.4米和0.4米)的导线,发现在长导线中的电波比短导线中的电波延迟纳秒量级(Δt)到达终点,这意味着电波速度v=(6.4-0.4)/Δt大于真空光速c。但我认为,公式v=(6.4-0.4)/Δt成立的前提是长短导线内的速度相等。但如果长短导线内的速度差别很大(且短导线内波速很小),那么v=(6.4-0.4)/Δt就不能用。我发现,考虑两根导线之间的互感(这里互感比自感大),长导线上的单位长度互感系数小,短导线上单位长度互感系数大(此外,再考虑两根导线之间的电容),我发现,对于本实验,导线内的波速与导线长度成正比。因此,实际上,两根导线内的电波信号是同时到达终点的。这造成了表观上的“超”光速。所谓在长导线中的电波比短导线中的电波延迟纳秒量级(Δt)到达终点,只是一个误差(或者其它因素引起的延迟)。由于两根导线之间的互感与导线的几何放置位型有关,所以我预测延迟时间会与几何放置位型有点关系,张操老师承认这一点。这就说明,互感在这个实验中确实很重要,需要考虑到其影响。 另有一个“超光速实验”是2000年时王力军发表在Nature上的原子蒸汽中的负群速(由于“负群速”类似“时间反转”,因此这也被认为是“超光速”(superluninal propagation),“负群速”比正无穷大的速度还要快,类似于负绝对温度比正无穷大温度还要烫). 王力军测到了他的实验中原子蒸汽内有-c/330的负群速。那么,超光速和负群速,到底是不是可信的?我个人多年来一直认为不可信。我这里主要讨论群速,不讨论相速。相速允许超光速(例如相对论性的德布罗意物质波的相速就是超光速的,但是群速是亚光速)。在色散不大时,讨论群速与讨论相速是等价的;但在色散巨大(以及反常色散时),需要以讨论群速为主。从微观角度看,光子在原子介质内各个原子之间传播,是原子被极化的过程,具体说来,光子被一个原子吸收、又吐出,然后被下一个原子再吸收、又吐出的过程,光子从这个原子到下一个原子之间的真空区间,速度仍旧是c。因此,总的说来,光子在介质内的传播,速度肯定是介于0到c之间,不可能大于c,也不可能小于0(“负群速”)。但在1980年代以来,多位物理学家已经在研究在原子气体(如碱金属原子气体(钠、钾、铷))反常色散时,具有负群速。可以说,理论上研究负群速已经有三四十年历史,2000年王力军首次用实验“证实”(??)了它。那么这种“负群速”理论是不是可靠?我认为不可靠。尽管他们所用的群速度公式v=c/(n+ωdn/dω)是正确的(n为折射率,ω是频率),但是,由于上面微观过程已经说明“光子在介质内的传播,速度肯定是介于0到c之间,不可能大于c,也不可能小于0”,这些群速度公式在超光速和负群速区间,自动宣告自己的理论无效。一个理论自己自动宣告自己无效,在物理学中经常出现,例如:1900年代研究黑体辐射谱时,有一个Rayleigh-Jeans(瑞利-金斯)公式, 它在长波部分与实验一致,在短波部分与实验严重偏离(紫外发散,很荒唐),这就在短波部分自动宣告自己无效;爱因斯坦广义相对论在奇点附近自动宣告自己失败,需要用量子引力理论代替广义相对论。所以,那常用的群速度公式v=c/(n+ωdn/dω)在超光速和负群速区间是自动失败的 ,我们不能把这个错误的结果当作是物理学真实,否则属于自欺欺人。 那么王力军原子蒸汽中的负群速(-c/330)又是怎么一回事?这是实验观察吗?我对这个现象无法解释,但感到奇怪。力王力军论文中使用了群速度公式v=c/(n+ωdn/dω)。论文中说,实验结果与该公式高度符合(我记得他们的实验和理论只相差2%)。这我就表示很大不解(十多年来)。因为原子气体的折射率公式是可以用密度矩阵方程模型算出来的,但这样的模型毕竟是模型,往往与实际会有很大的误差(如相差10%,20%,甚至30%以上),理论模型尽管反映了物理系统的 主要本质,但在定量上是很粗糙的,很近似的,模型只是供定性上反映原子气体的光学性质的。此外,还必须要考虑局域场修正(来自邻近原子的极化,这对反常色散尤其重要),因此,实验与理论是不可能很符合的。两者相差30%,倒是正常的,如果说相差2%倒是反常的了。 J Q SHEN 2015-2-10 |
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使用裸铜线做实验有自感、互感之间的相互影响。测量遇到的影响因素太多。惟有使用平行电缆才能将分布参数的电抗化为纯电阻。平行线电缆,如300欧电视天线用电缆很容易匹配终端电阻。平行电缆中电流互相反向,对外无辐射,也不表现出电感。即用双线代替单线。
两路相互隔离的同步差动输出的信号,分别经过长电缆和短电缆分别接示波器输入端。精确调整终端电阻,使电缆中往返流动的电流只有纯电阻传输而无终端反射。两路电缆之间没有电的回路,没有多点共地。 |
| 张老师的实验探索非常可贵,实验结果也值得相信。但对于实验分析和结论我认为还值得进一步商讨。一是对于信号延迟或相移的问题,分析没有交待清楚;二是假定电场信号在一长一短的导线中完全一致再利用长度差/时间差求长导线中的电场信号速度可能带来问题。 |
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对【8楼】说: 支持你对这个实验的批判! 完全是个扯淡的实验,能发表出去充分说明有太多的人在混世界! |
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对【26楼】说: 这么简单的问题都确定不了我们还能干什么?你们确定不了是因为世界观和方法论出了问题。 |
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更正[28楼]第7行
“但是示波器内早以连接在一起了。因此,长线的信号和短线的地线返回到信号源,”为 “但是示波器内早已连接在一起了。因此,长线的信号和短线的信号通过地线返回到信号源,” |