财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:超越光速的代价! 下一主题:从一个相对论小题看:光多普勒效应
在解决Sagnac之前对jiuguang的要求
[楼主] 作者:正和  发表时间:2004/11/11 12:10
点击:188次

已知参考系ECI(t,r,θ)的线元(度规)为ds2=dt2-dr2-r22

从ECI(t,r,θ)-->参考系ECEF(t',r',θ')的坐标变换为

t'=t
r'=r
θ'=θ-ωt

求ECEF的线元(度规)。

如果jiuguang能解出正确的度规并将步骤写下来,则有资格作为Sagnac的相对论解的听众,否则我不再与您讨论这个问题。

希望您能谅解我对听众水平的要求。此外,希望您做了这个练习后不要再说那是伽利略变换。

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-57878.html[复制地址]
上一主题:超越光速的代价! 下一主题:从一个相对论小题看:光多普勒效应
 [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/11 13:14 

三维时空,四维的这种度规见的也多了,有什么可考的
你想要光的哪种速度解释,光的表观速度、固有速度还是相对速度?
[楼主]  [3楼]  作者:正和  发表时间: 2004/11/11 13:20 

只要求你解度规,如果你能定义那些概念更好
在解决Sagnac之前对jiuguang的要求
 [4楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/11 14:22 

这种度规到处都是,为什么还解?固有速度的定义没见过,而且定义后光速就不是常数了

当然由自称固有光速不变的人来定义了,我认为不可能一般情况下,使光速不变的速度定义包括固有速度定义。任何速度定义都会使光速不再是常数,因此相对论不定义速度,除了不常用的四维速度。

 

[楼主]  [5楼]  作者:正和  发表时间: 2004/11/11 14:28 

我就是要你解的步骤,这才表明你能理解
何必绕弯子呢?只要你通过了这个入门测试,我就会证明相对论在Sagnac上自洽。
[楼主]  [6楼]  作者:正和  发表时间: 2004/11/11 15:27 

看来你是不够资格的了。难怪你用Sagnac反了那么久的相,还发表论文。
在解决Sagnac之前对jiuguang的要求
 [7楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/11/11 18:18 

球迷没有评球的资格?
你们教练在这里的评球资格还是我们球迷们给创造的呢!哈哈!

※※※※※※
‘形象的世界’讨论些什么东西?这是一个讨论自然哲学、基础物理的地方。 http://thales.bbs.xilu.com/ ‘形象的世界’是一本‘和天地宇宙对话’的书,以相对论为背景讨论科普物理问题的书,让大家走近二十世纪以来的现代物理世界。
 [8楼]  作者:wyguang  发表时间: 2004/11/11 18:24 

ll
 [9楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/11/11 18:26 

正和,你未必就够得上孤芳自赏!
其实,你很有可能也是孤草自赏!科学的童年时代,什么都是误区,你的我的都不例外。

※※※※※※
‘形象的世界’讨论些什么东西?这是一个讨论自然哲学、基础物理的地方。 http://thales.bbs.xilu.com/ ‘形象的世界’是一本‘和天地宇宙对话’的书,以相对论为背景讨论科普物理问题的书,让大家走近二十世纪以来的现代物理世界。
 [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/11 22:10 

用你证明“相对论在Sagnac上自洽”吗?要你能用光速不变解释。干脆投降吧!还卖什么关子

相对论的证明我见的多了,还用你证明吗?我说用光速不变不能解释Sagnac效应,你抬的哪门子杠?要么想办法解释,或说出可解释的理由,要么投降,罗嗦些什么!

 

[楼主]  [11楼]  作者:正和  发表时间: 2004/11/12 11:29 

采用自然单位制(常数c=1)。

已知参考系ECI(t,r,θ)的线元(度规)为ds2=dt2-dr2-r22

从ECI(t,r,θ)-->参考系ECEF(T,R,Θ)的坐标变换为

T=t
R=r
Θ=θ-ωt

逆变换为

t=T
r=R
θ=Θ+ωT

故ECEF的线元(度规)

ds2=dt2-dr2-r22
=dT2-dR2-R2(dΘ+ωdT)2
=(1-ω2R2)dT2-dR2-R22-2ωR2dΘdT

写成张量为gij,i,j=0,1,2. g00=1-ω2R2,g11=-1,g22=-R2,g02=g20=-ωR2,其它gij=0。

考虑ECI中垂直于半径通过点p(t=0, r=K,θ=0)的光线,显然其世界线方程为

(1)逆时针通过P点时

tgθ=t/K
cosθ=K/r

(2)顺时针通过P点时

tgθ=-t/K
cosθ=K/r

由坐标变换知p点在ECEF中的坐标为P(T=0, R=K, Θ=0),两世界线在ECEF中的方程分别为:

(3)逆时针

tg(Θ+ωT)=T/K
cos(Θ+ωT)=K/R

(4)顺时针

tg(Θ+ωT)=-T/K
cos(Θ+ωT)=K/R

先考虑(3),用隐函数微分法求导

dΘ+ωdT=dT/(K+T2/K) ==> dΘ/dT=1/(K+T2/K)-ω

KdR/R2=sin(Θ+ωT)(dΘ+ωdT) ==> dR/dT=R2/Ksin(Θ+ωT)(dΘ/dT+ω)=R2sin(Θ+ωT)/(K2+T2)

在P(T=0,R=K,Θ=0)的坐标光速为:

VP=(dR,dΘ)/dT=(dR/dT,dΘ/dT)=(0,1/K-ω)

再考虑(4),同理有

VP=(0,-1/K-ω)

ECEF中的我们是如何理解这两个坐标速度的呢?

实际上我们认为坐标速度的第二分量是光在P点的瞬时角速度ωc,由于第一分量——径向速度——为0,故光的线速度C=Kωc,并由此认为,逆时针光速为1-Kω而顺时针光速为-(1+Kω),不考虑符号即(1-v)和(1+v),如果不用自然单位制则为(c-v)和(c+v)。这种根据坐标速度得到的“光速大小”即是“表观光速”,各向异性。

但是,固有(相对)光速不是这么定义的,固有相对速度是用世界线夹角的正切值定义的,也就是“瞬时惯性系”(“切空间”)中定义的和观察的。固有光速是光子世界线与观察者世界线的夹角正切值。现在我们据此定义来求固有(相对)光速。

对(3)逆时针

光子世界线在P点的非归一化方向矢量为VC=(dT,dR,dΘ)/dT=(1,dR/dT,dΘ/dT)=(1,0,1/K-ω)

P点静止观察者世界线的非归一化方向矢量为VO=(1,0,0)

设夹角为ψ,则

cosψ=(VC,VO)/(|VC||VO|)=(gijVCiVOj)/[sqrt(gijVCiVCj)sqrt(gijVOiVOj)]

容易验证分子(gijVCiVOj)不等于0,而分母上(gijVCiVCj)=0,请自行在稿纸上演算。

故cosψ=∞,即ψ=i∞

故C=tg(ψ)/i=th(ψ/i)=th∞=1

对(4)顺时针,用同样步骤计算,仍有C=1。

即Sagnac圆盘上,固有(相对)光速不变。

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名:
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.18318104743958