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如果我们想通过实验发现一种基本效应,则在实验设计中我们应当尽可能分离各种效应,单独测定该种效应,而不是相反,用多因素交叉法得到自欺欺人的数据。 刘武青的介质旋转实验设计就存在这样的问题。 由于介质旋转时不仅应力分布发生变化,还涉及机械形变。对凸透镜而言,应力变化会带来折射率变化,机械形变会造成焦距变化,从而干扰实验结果。 为了减少非本质因素的干扰,我们应当用平板玻璃代替凸透镜。 为了减少介质色散影响,应当使用高纯度的石英玻璃圆板,同时使用谱线极窄的单色激光。 我在分析您的旋转光笔实验时已经指出了用照度计作为检测手段的不可靠,应当用干涉仪检测波长的变化,而不是测光强的变化。 至于久广先生的旋转参照系解释则没有抓住问题。惯性系中的光线在旋转系看来成了螺旋,丝毫不影响作为物理实在的光线本身。这里的关键是介质与光子的物理相互作用,是一种物理实在,不必费心地变换参考系。现在的问题是,在惯性系看来,平行于转轴穿过旋转介质的光线也走出了螺旋线(而且径向离开了一点距离)。 设入射点离转轴的距离为r,出射点离转轴的距离为R,则离心力势的变化大致为Δφ=1/2ω2(R2-r2)。借用引力红移公式, Δf/f=exp(Δφ/c2)-1 =exp[1/2ω2(R2-r2)/c2]-1 ≈1/2ω2(R2-r2)/c2 ≈ω2RΔR/c2 设ω=3000rpm,R=15cm,ΔR=1mm,则 Δf/f≈(3000*2π/60)2*0.15*0.001/(3*108)2 ≈1.5*10-16 刘武青的实验能达到这个精度吗?显然不能! |