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为什么绝对光速得到认可?
[楼主] 作者:逆子  发表时间:2004/11/19 22:43
点击:642次

无论光源运动还是观者运动,两者的情况是一样的,观测者没到光的频率与波长的乘积永远是一个恒定值,这就是绝对光速。

比如说地面上静止一光源,光观测者无论远离它还是接近它运动,两种情况观测到光的波长与频率会随运动方向与速度发生变化,但两者的乘积总会保持恒定。这是事实,是无数人的实验结果。

我提出此事是想说明一点,对相对论持有不同意见者应对这个最为基本的事实有一个合理的解释。否则的话还谈什么相对论。

绝对光速作为相对论前提性的假设而提出,而实际上是把它作为物理原理加以数学化了。对绝对光速这一“原理”不破,相对论也就会永远存在。



※※※※※※
逆子
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 [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/19 23:27 

这不是事实,早已被实验否定了。

1914年的Sagnac实验和1925年迈克尔逊和盖尔用Sagnac型干涉仪测量地球旋转的实验早就证明了光速不是常数,光速各向异性。

但这不足以推翻相对论,因为相对论是这样规定的,只有在惯性系中光速才是常数,包括局域惯性系,惯性系的角速度是等于0的,包括局域惯性系。爱因斯坦要求通过选择参考系可以在很小的时空区域内使引力场消失的规定,包含了角速度为0的要求,角速度不为0必然有离心力。

所谓光速不变得到认可,不过是相对论者编的神话,他们说的似乎是真空中无条件的光速不变,其实不是,他们不过是隐去了条件,因为惯性系的条件有点过分,使光速不变几乎在多数情况下都不成立了。至少在地球表面,即大多数实验进行的地方,光速不变是不成立的。

 

 [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/20 00:59 

这就要分析:波长为什么会变化?
为什么绝对光速得到认可?
 [4楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/20 12:11 

问题是我们有没有其他方法证明波长的变化?

如何测波长,如何测频率,假定光速不是常数。

 

 [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/20 12:40 

激光陀螺属于:旋转多普勒效应?

1914年的Sagnac实验和1925年迈克尔逊和盖尔用Sagnac型干涉仪测量地球旋转的实验

这些实验大概应该属于“旋转多普勒时差”?
即光在运行时间内,接收者产生了相对位移,
(相对运行中的闪光或假想的光介质)
不过还要看看除了“旋转多普勒时差”以外,
是否还有其他无法解释的时差存在?
比如实际的时差是否大于或小于“旋转多普勒时差”,

现代的类似实验也不少,比如“双向法时刻比对”:

6、中日双向法时刻比对:
http://www.sxso.ac.cn/introd/introd30.htm>

合作单位:中方:陕西天文台
外方:日本邮政省通信综合研究所(CRL)
我台负责人:李志刚

项目简介:双向卫星时间比对(TWSTFT)是目前国际上最先进的时频比对技术之一。利用同步卫星进行双向时频比对可最大限度的消除路径因素对时间同步的影响,并可准确实时得到高精度的比对结果。国际权度局(BIPM)为了改善世界范围内的时间同步,正在逐步执行全球双向卫星时间频率传递计划。由陕西天文台(CSAO)和日本邮政省通信综合研究所(CRL)所实施的,已被列入中日政府间科技合作协定项目的“中日高精度时—频比对的共同研究”即“中日双向卫星时间频率传递”是国际高精度时频比对的重要一环。其目的是将美洲、欧洲、亚太地区各主要时间实验室链接起来,提高国际原子时精度。该项目的合作与实施,不仅能提高我国时频领域的国际影响和地位,使我国的时间工作步入世界先进行列,而且对我国具有重大现实意义。

*为我国提供与国际时刻比对的高精度手段;
*使我国获得实时的国际协调时UTC;
*校准我国的频率标准;
*开展点对点的高精度授时服务。

完成情况:
自1998年12月1日建立两国的TWSTFT链接以来,已进入了每周两次,每次30分钟的常规工作。现在已取的一年多的有效资料。结果分析表明:
比对的内部精度为0.2ns-0.3ns
时刻比对的准确度为1ns-2ns
校频精度量4×10^-14-2×10^-15

由误差分析得知,Sagnac效应约为87ns
卫星地面站收发系统的延迟误差,电波信号来回通过卫星转发器的时延差,电波在信道中双向传递不对称误差等,都小于1ns。

2000年的新的比对计划,要更换所使用的同步卫星,由原来的JSAT3改为JSAT1。2000年8月重新开始进行常规比对。和欧美链接的工作正在准备中。

=====================================
我作了一点估算:

“西安至东京的空中飞行距离3338公里”,
地球自转速度:v=465米/秒
“由误差分析得知,Sagnac效应约为87ns”,

光程:3300 000米
光传播时间:3300000/300000000=0.011秒
单光程差:465*0.011=5.115米
双光程差:5.115*2=10.23米
时间差:10.23/300000000=33.33*10^-9 秒=33.33 纳秒

33ns与87ns基本算是同一数量级的估算吧?
因为是卫星对时,所以可能还有一些传播距离上的问题没有考虑到,
没有考虑地面到卫星的距离,地球同步卫星的星地距离一般是3.6万公里,
高度怎样换算成光程差呢?好象有点复杂,以后再说吧,

 [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/20 13:03 

激光脉冲波或多普勒时差也可以呀?

激光脉冲波或多普勒时差也可以呀?
闪光序列(激光脉冲波)的波长很容易测量?

 [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/20 15:22 

声波也存在:波长*频率=声波速?

先要搞清楚为什么:
相对波长/相对周期=波速

分析:
假设静止光源的波长为L,周期为T
观察者接近光源的速度为v,
则:
相对周期t=L/(c+v),
相对波长l=L-vt= L-v[L/(c+v)]
所以:
相对波长/相对周期=l/t
= {L-v[L/(c+v)]} / [L/(c+v)] =c

或许还有人会说这里的(c+v)只是运算符号的意思?
并不是“相对超光速”的意思?
这属于中学物理的问题了,实在是不好意思再解释、分析了?

不过照顾到有些初学物理者的情况,
还是分析说明一下:
假设A车与B车相距L,A与B作相互接近运动,
A的速度是c,B的速度是v,
(这里的c不是光速,只是一般的均匀车速)
则:
B相对A的速度=c+v,
A相对B的距离(波长)l=L-vt,
A与B的相遇时间(周期)t=L/(c+v)

但是:相对距离/相对时间=l/t
={L-v[L/(c+v)]} / [L/(c+v)] =c
这大概是:“车速不变原理”?

同样的,对于声速U,同样有:
波长/周期≡U
这属于“声速不变原理”?

总之要对“波长/周期=波速”作具体的分析,
就可以看出“相对波速”就体现在其中了?
愿不愿意承认就是另一回事了?


按相对论的说法,根本就不存在“相对波长”与“相对周期”,
因为不管观测者的速度v是多少,恒有:l=L,t=L/c,
虽然l/t=L/(L/c)=c,
但是还会有多普勒效应吗?
如果观察者看不到“相对周期”t=L/(c+v),怎么还会有多普勒效应呢?

而最关键的还在于:
如果观察者是静止K系,他就可以清楚的得到:
运动光源K'的位置坐标为:X=vt,
闪光或波峰P的位置坐标为:x=ct,
光源K'与闪光P之间的距离为:x'=x-vt,
显然这属于“伽利略坐标变换”,
那么对应的时间变换当然也要用:t=t',
可这样就只能得到经典的多普勒公式了?
这就是相对论的旁观“第三者”问题漏出的破绽了?

当然对于观测者运动的情况,
由于运动的相对性,也可以看成是观测者不动,
光源以-v相对观测者运动,那么结果还是一样的,
只能得到经典的多普勒公式?

总之,现在看来,
“洛变换”的基础模型---“单闪光模型”中的t显然是闪光P的传播时间,
所以肯定是与多普勒效应相关的,
所以将其重要的前提假设x=ct,x'=ct'代入后,
就必然得到一个“类多普勒公式”---“GUO变换”,
所以与“时慢公式”没有什么关系?

现在既然已经排除了“时慢公式”的计算结果,
下一步就是要看看两个多普勒公式的问题了?
一是从理论上分析:“第三旁观者”的伽利略解怎么考虑?
二是从试验上分析:近光速粒子反射回的激光频率是否大于2f?
另外现在飞行器的速度和计时的精度估计也足以作出粗略的判断了吧?
具体的计算以前做过的,如有必要还可以再整理一下贴上来,


 

 [8楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/20 17:52 

脉冲长度(宽度)只能用时钟测量

且每个脉冲之间的误差必须考虑,多普勒时差指什么?

 

 [9楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/20 18:25 

与多普勒效应无关

多普勒可测相对速度,是仪器与目标之间的纵向相对运动(一般有一个纵向分量),如果没有纵向分量,则是相对论的横向多普勒效应,经典理论没有这种效应。一般多普勒效应包含了距离变化,仅改变参考系产生的相对速度是测不到的,地球自转线速度远大于网球速度,但可以测到的是网球速度。

从你贴的文章也可看出与多普勒无关。你的单光程差:465*0.011=5.115米没有多少意义,如果选择日心系,光程差就会有很大变化,如何反映出来呢?


 

 

 [10楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/11/20 19:33 

关于声学Doppler效应问题的探讨
甲乙两人分别坐在两辆车厢与外界完全封闭即关闭所有车窗的汽车里,这两辆车在一条笔直的公路上以相对速度V迎面行驶,甲人有一个喇叭,喇叭发射的声音的传播速度在甲车里是U,当声音透过甲车的车窗,经过外界空气,在透过乙车的车窗,假设甲乙两车内的空气的物理状态完全相同,乙人在乙车里测量到的声音的传播速度不也应该是U吗?如果声波在甲车中的波长为L,频率F,在乙车中的波长为L',频率为F',我们如何建立起F'与F、L'与L之间的变换关系呢?我认为可能是F'=Fsqrt((U+V)/(U-V))和L'=Lsqrt((U+V)(U-V)),因为经典Doppler效应变换公式对于这个问题根本无法应用。
 [11楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/11/20 19:36 

无论光源运动还是观者运动,两者的情况是一样的,观测者观测到光的频率与波长的乘积永远是一个恒定值,这就是物理光速。
无论光源运动还是观者运动,两者的情况是一样的,观测者观测到光的频率与波长的乘积永远是一个恒定值,这就是物理光速。
 [12楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/20 19:46 

看一下Sagnac实验就知道频率与波长的乘积不是常数

观察者如何观测光的频率与波长及光速?似乎没有简单的方法,如何区分波长效应和频率效应,似乎和没有严格的区分。

 

 [13楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/11/20 21:05 

按照广义相对论,Sagnac效应是弯曲空间的东西,自然频率与波长的乘积不是常数。
为什么绝对光速得到认可?
 [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/20 21:27 

脉冲波的波长=脉冲间隔?不是脉冲宽度?

两个脉冲之间的距离就是脉冲波的波长呀?
这很容易测吧?
脉冲波的频率也很容易测呀?

我说的“多普勒时差”是:
假设A和B两点间距为L,
那么闪光P从A到B的传播时间是t=L/c,
但如果B是以速度v远离A的,
那么P从A到B的传播时间就是:
T=(L+vT)/c,解得:T=L/(c-v),
那么T-t就可以简称“多普勒时差”?
因为可以把L看成是波长(孤波),
L-vt相当于多普勒效应中“相对波长”?

所以激光陀螺和sagnac效应都可以看作是“旋转多普勒效应”?




 [15楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/20 21:35 

从圆周长和线速度看,相当于纵向多普勒效应?

我的单光程差:465*0.011=5.115米没有多少意义?
怎么还会得出16ns的时差呢?
怎么会想到以太阳为中心呢?激光陀螺也要考虑以太阳为中心吗?
光源、观测者、光程都在地球上,怎么要去考虑太阳呢?太混乱?

[楼主]  [16楼]  作者:逆子  发表时间: 2004/11/20 21:50 

是的,这是声波的绝对性。

多普勒发现了声波的传递原理,否则的话也会有人抛出声波是绝对速度的理论来。

今天我们重新来审视这一问题,主要也是考虑到绝对光速是否犯有“绝对声速”同样的错误呢?

假定说有超光速的光我们如何才能发现它呢?

超光速的光透过透镜后是否还能保持它超光速呢?如果说不能的话原有推导思路必须有所修改。



※※※※※※
逆子
 [17楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/20 22:01 

频率相对容易测,波长怎么测?假设不知道光速。

两个脉冲之间的距离就是脉冲波的波长呀?
这很容易测吧?

怎么测?

我说的“多普勒时差”是:
假设A和B两点间距为L,
那么闪光P从A到B的传播时间是t=L/c,
但如果B是以速度v远离A的,
那么P从A到B的传播时间就是:
T=(L+vT)/c,解得:T=L/(c-v),
那么T-t就可以简称“多普勒时差”?
因为可以把L看成是波长(孤波),
L-vt相当于多普勒效应中“相对波长”?

L是变量,T与L-vt(相对波长)都是变量。


所以激光陀螺和sagnac效应都可以看作是“旋转多普勒效应”?

没有L的变化,不是多普勒效应。

 [18楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2004/11/20 22:10 

此即“声速不变性”

我在湖面船上做的正是这个“声速不变实验”。

光速不变也是这样的。所以,光速不变是“波动在不同的介质相之间传递时不需要额外的时间”(《自然系统的物理学原理》序言.见第45286号贴)。

终于有人看到这点了,可喜!

我还提议了这个“声波的洛仑兹变换”,用于核潜艇内部的距离和时间测量。也不知实际有人用否?

※※※※※※
黄氏时空由光频多普勒红移定义可变时间单位秒t = t' squart[(C - V)/(C + V)].时间秒的变化导致了可变光速C = C'squart[(C-V)/(C+V)].光速的变化导致了可变距离单位米l = l' squart[(C + V)/(C - V)].黄氏自旋衰变相互作用模型:引力=动量变化率,电磁力=角动量变化率
[楼主]  [19楼]  作者:逆子  发表时间: 2004/11/20 22:19 

光谱议

地面上静止一单色光源,它发出的光的波长可以由一个相对于光源静止的摄谱议测得。

当一个相对于光源运动的观测者用摄谱议测定该光源的波长是结果就会有变化,频长会随运动速度与方向的不同而不同。远离光源运动时光谱会产生红移:向着光源运动时会产生负红移。

在这时有一点是可以肯定的,相对于光源运动者观测到的光频率是一定产生了变化。这一点并不为重要,最为关键的是波长问题。即波长是变化机理是什么?为什么会产生这种变化。

波长的变化是测定结果并非是原理所在。换言之相对论者之所以说波长会变化也正是引用了实际的测定结果而已,而未能阐明其中原理。

我们正是相寻找其中原理,或者说用恒定的波长不解释波长可变的测定结果。

 



※※※※※※
逆子
 [20楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/21 00:26 

没有多普勒效应

纵向多普勒效应也不是在这种情况下出现的。

两个地点有固定的距离和用时间表示的Sagnac效应。而且只有以坐标时为标准时,可以测到这种时间效应。以及由此而算出来的光程差。
你的单光程差:465*0.011=5.115米,考虑纬度影响了吗?

讨论如何问题必须有一个参考系或标准,指明参考系,你的光程差才有意义,泛泛而谈没有意义。激光陀螺测的是角速度,角速度是绝对的。但是你仍然想不出其他实验证明或测量你的光程差。

 

 

 [21楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/21 12:05 

怎么会不知道光速呢?

再贴一下吧:

先要搞清楚为什么:
相对波长/相对周期=波速

分析:
假设静止光源的波长为L,周期为T
观察者接近光源的速度为v,
则:
相对周期t=L/(c+v),
相对波长l=L-vt= L-v[L/(c+v)]
所以:
相对波长/相对周期=l/t
= {L-v[L/(c+v)]} / [L/(c+v)] =c

或许还有人会说这里的(c+v)只是运算符号的意思?
并不是“相对超光速”的意思?
这属于中学物理的问题了,实在是不好意思再解释、分析了?

不过照顾到有些初学物理者的情况,
还是分析说明一下:
假设A车与B车相距L,A与B作相互接近运动,
A的速度是c,B的速度是v,
(这里的c不是光速,只是一般的均匀车速)
则:
B相对A的速度=c+v,
A相对B的距离(波长)l=L-vt,
A与B的相遇时间(周期)t=L/(c+v

但是:相对距离/相对时间=l/t
={L-v[L/(c+v)]} / [L/(c+v)] =c
这大概是:“车速不变原理”?

同样的,对于声速U,同样有:
波长/周期≡U
这属于“声速不变原理”?

总之要对“波长/周期=波速”作具体的分析,
就可以看出“相对波速”就体现在其中了?
愿不愿意承认就是另一回事了?

按相对论的说法,根本就不存在“相对波长”与“相对周期”,
因为不管观测者的速度v是多少,恒有:l=L,t=L/c,
虽然l/t=L/(L/c)=c,
但是还会有多普勒效应吗?
如果观察者看不到“相对周期”t=L/(c+v),怎么还会有多普勒效应呢?

而最关键的还在于:
如果观察者是静止K系,他就可以清楚的得到:
运动光源K'的位置坐标为:X=vt,
闪光或波峰P的位置坐标为:x=ct,
光源K'与闪光P之间的距离为:x'=x-vt,
显然这属于“伽利略坐标变换”,
那么对应的时间变换当然也要用:t=t',
可这样就只能得到经典的多普勒公式了?
这就是相对论的旁观“第三者”问题漏出的破绽了?

当然对于观测者运动的情况,
由于运动的相对性,也可以看成是观测者不动,
光源以-v相对观测者运动,那么结果还是一样的,
只能得到经典的多普勒公式?

总之,现在看来,
“洛变换”的基础模型---“单闪光模型”中的t显然是闪光P的传播时间,
所以肯定是与多普勒效应相关的,
所以将其重要的前提假设x=ct,x'=ct'代入后,
就必然得到一个“类多普勒公式”---“GUO变换”,
所以与“时慢公式”没有什么关系?

现在既然已经排除了“时慢公式”的计算结果,
下一步就是要看看两个多普勒公式的问题了?
一是从理论上分析:“第三旁观者”的伽利略解怎么考虑?
二是从试验上分析:近光速粒子反射回的激光频率是否大于2f?
另外现在飞行器的速度和计时的精度估计也足以作出粗略的判断了吧?
具体的计算以前做过的,如有必要还可以再整理一下贴上来,

 


 

 [22楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/21 12:08 

我只是提个醒,可能个人注重的实验不同,
但其中可能是有联系的,所谓殊途同归?
不过你执意认为不是,那就以后再说了?
 [23楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/21 12:39 

声速相对甲车里的听者当然是标准声速,
因为声介质、声源、听者之间没有相对运动,

但是如果声波传到了甲车外的空气介质中,
这就相当于是声源(甲)与听者(乙)作接近运动的情况,
对于声源与听者相对介质同时运动的情况,
也有相应的多普勒公式:f=f'(U+v)/(U-u)
其中U是标准声速,v是听者速度,u是声源速度,
这里可不是:L'=Lsqrt((U+V)(U-V),差着个根号呢,

而且这个公式是有道理的:
如果声源的速度u接近U,才会出现f无穷大的情况,
可是光多普勒效应却没有这种正确的物理逻辑,
相对论认为即使只是观者运动,光源不动,
只要当v趋近c时,也会出现f无穷大的情况?
这大概是因为找不到光介质的缘故?
所以不知道观者或光源相对谁运动或不运动,
这就要看以后的近光速电子反射激光的频率是否会出现超过2f'的情况了?



 [24楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/21 13:00 

两个“相对量”比出一个“绝对量”?

关键是要搞清楚为什么波长和周期都是相对的,
可它们的比值“波速”却是“绝对”的呢?
可是“相对波速”已经隐含其中了,
分析一下就知道了,具体见:

声波也存在:波长*频率=声波速?
作者:yanghx(xxx.xxx.xxx.xxx) 2004/11/20 15:22   字节:2K 点击:11次 帖号:58572

另外顺便修正一个问题:
相对论其实也承认有“相对波长”和“相对周期”,
但分别为L'和T',而且L'=cT',
不过再问:L'=?T'=?恐怕就难以回答了?
因为波长L'增加,周期T'必然也增加,
所以必须是“尺胀”与“时胀”同时出现,才能保证c不变?
而且动系K'怎么测量波长也不太清楚,看看护相者有什么好方法吧?
所以相对论对多普勒效应的形成过程一般不愿意分析,
而是采取直接套用“光多公式”的办法敷衍过去了事?



 [25楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/21 13:47 

关键是要把光线弯曲成标准的圆形?

开始的回路光旋转实验是用数面反射镜形成的光回路,
所以这样的光程实际是一条折线?
可光源与观者的运动轨迹却是标准的圆,
这样估计当然就会出现你说的问题了?

那么怎样能使得光程也成为一个圆呢?
恐怕现在还没有这种准确弯曲光线的技术吧?
光纤虽然可以绕成标准的圆形,
可是光在光纤内的光程却是复杂的折线,
所以你的结论可能还下的早了一点? 估计只要能做到标准的圆形光束, 计算结果也就等同于一般的多普勒效应了? 从运动学的角度看, 质点沿圆周运动的线速度=圆弧长/时间, 这与观者沿直线运动的计算结果应该是一样的? 只要弧长=距离,线速度=速度就是了?

 [26楼]  作者:hudemi  发表时间: 2004/11/21 14:35 

没有你所理解的这种绝对光速!

逆子,没有你所理解的这种绝对光速!

___________________________________

无论光源运动还是观者运动,两者的情况是一样的,观测者测到光的频率与波长的乘积永远是一个恒定值(((没有你这种结论!例如,以声波为例,当观察者向着声源运动时,他会发现声的频率增加而波长不变,两者相乘得到的声速是增加的,并不是你所理解的恒定值。对光来说,同样没有你所说的这种结论。))),这就是绝对光速。

比如说地面上静止一光源,光观测者无论远离它还是接近它运动,两种情况观测到光的波长与频率会随运动方向与速度发生变化,但两者的乘积总会保持恒定(((不恒定,理由同上!)))。这是事实,是无数人的实验结果。(((没有这种实验结果!)))

我提出此事是想说明一点,对相对论持有不同意见者应对这个最为基本的事实有一个合理的解释。否则的话还谈什么相对论。

绝对光速作为相对论前提性的假设而提出,而实际上是把它作为物理原理加以数学化了。对绝对光速这一“原理”不破,相对论也就会永远存在。

黄德民

 [27楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/11/21 16:42 

属于胡说八道.又在借助您的"宝贝公式"(c+v)/(c-v).声波Doppler效应推导如下:

声波Doppler效应推导如下:

在K系,波幅E=exp(-i2\pi(ft-x/a)), f为频率,a为波长.

在另一个参考系K'看来, x=x'-vt,代入波幅E=exp(-i2\pi(ft-x/a)), 可以得到f'=(1-v/u)f, 其中u为K系声速.

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