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波长的定义
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2004/11/22 17:45
点击:1068次

对波长的两种定义:
1、两个波峰之间的距离;
2、波长L=ut:在周期t内,波峰以波速u移动的距离;

各位看看自己倾向于波长的那个定义?

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[楼主]  [2楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/22 18:10 

《辞海》对波长的定义:
波长:
波在一个振动周期内传播的距离。
也就是沿波的传播方向,
两个相临的同相位点(如波峰或波谷)间的距离。
波长等于波速和周期的乘积。 ============================== 所以在研究多普勒问题时, 如果大家都用上面对波长的第二个定义, 那问题就好办了,“相对超波速”就一目了然了? 可是看来在探讨多普勒问题时, 恐怕只能采用上面的第一个定义了? 这样“相对超波速”的问题就容易被掩盖了? 我们当然要尽力把这个问题表达出来? 而且还会自然得出“相对波长”的概念? 所以其实“相对长度”的概念在加利略变换中早有所体现了, 如果能够这样理解相对论的“相对长度”, 或许对有些问题的看法会接近一点? 估计当相对论能够被普通人所理解的时候, 就是相对论误区得以澄清的时候了?
 [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/22 21:22 

波长不是问题,光波的波长如何测量才是问题?

不是所有的波长都不容易测,水波测起来就不难。光学分光仪,是根据波长分的呢?还是根据频率分的?似乎没有明确的说法。光波波长的测量更为困难。

 

 [4楼]  作者:逆子  发表时间: 2004/11/22 22:20 

波长的定义没有争议,关键是运动……

波长的定义没有争议,这早已有定论。好象本讨论区没有人对此有异议。争论的关键是相对于波源运动者对波长的见解。

也就是说相对于静止的波源你可以测定出它的频率与传播速度,这样波长也有了。这是一个大前提,这里只说是波无论它是什么波。当观测者相对于波源运动时,波长会改变吗?

这里我不谈测量结果,只谈波长是否会随运动者的运动方向与速度改变。



※※※※※※
逆子
[楼主]  [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/22 22:40 

波长的确看不见,摸不着,不过...

看来你说的主要是光源与观者无相对运动的情况?
其实关键是看怎样定义波长,如果已经定义波长为:
“波在一个振动周期内传播的距离”L=ct,
那么只要知道周期t,就总可以换算出L,
因为这样就回避了“相对波长”的问题,
也就回避了“相对光速”的问题?
而“相对波长”/“相对周期”≡波速,
这是一个初级代数变换就可以证明的“相遇问题”?
是一切运动物体“相遇问题”中的普遍规律? 这样对于可以直接测量周期的电磁波或光脉冲波, 都可以用这种方法比较精确的换算出波长?

可是如你所说,光波的波长的确无法直接象测量水波长那样得到, 因为根本无法直接测量可见光波的周期t, 只有利用波长或频率与衍射角度的对应关系来间接的测量了?
即根据理论计算,结合实验观测,
先确定一些可供对比参考的“标准波长”(如同标准长度),见后面转贴的附文,
然后把其他待测波长与其相比较,
得出一个所有实验室都可以重复测得的“公认相对波长”,
(这里的“相对”是指相对“标准波长”)

至于分光仪的衍射角度是取决于波长还是频率,
这恐怕还没有确切的答案吧?因为衍射的微观机理并不是很清晰?
以后有必要的话再仔细探讨吧?

---------------------------------------------
转贴附文:《标准波长》
http://www.losn.com.cn/science_data/wlhx/bc.htm>

  计量学上第一次定义的标准波长是一定条件下的氪__86(86Kr)放电管发出的2P10—5d5间跃迁谱线在真空中的波长λKr,其值为:
λKr=109nm/1650763.73=605.78021059……nm

  计量学上第二次定义的标准波长是一定条件下的氪__86(86Kr),汞__198(198Hg),镉__114(114Cd)放电管发出的如下谱线在真空中的波长(单位nm):
86Kr(645.80720,642.28006,565.11286,450.36162)
198Hg(579.22683,577.11983,546.22705,435.95624)
114Cd(644.02480,508.72379,480.12521,467.94581)

  为了能方便地用内插法求出未知波长,需要精密测定从铁、氖和氪发出的波长为240nm到70nm的340条左右谱线在光谱学标准空气中的波长。以这些为标准规定了计量学上的第三次标准波长。

 [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/22 23:49 

光纤陀螺仪中的光纤里的波长,两个方向有不同光速和不同波长

Sagnac效应,两束光逆向通过同一光纤回路,会出现相位差,没必要再说明了吧。这一结果证明两个方向有不同光速,如果假设光仍为匀速,由于光频率不变(相对静止保证了频率不变),则光纤中两个方向有不同的波长。在部分光纤中也是如此。但测量波长是一个问题。我的意思说的够清楚了吗?

 

 [7楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/22 23:59 

有一点很清楚,声波追不上超音速....波长与干涉仪

频率测量和速度测量容易的多,波长测量确实很少,干涉仪可以测相位差,是直接与波长有关的量,Sagnac干涉仪测到的则是波长的不同。

 

[楼主]  [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/23 01:41 

时间长了,有点淡忘,再解释一下

我知道你的意思,这个问题以前讨论过,
时间长了,有点淡忘了,
严格的说这的确不属于标准的多普勒效应,
不过拿声波类比的话,这属于声源和听者都相对声介质运动,
但是声源与听者之间却没有相对运动的情况,
算是一种特殊的多普勒效应吧,

当然最好的证明是高速运动的“双激光直线干涉法”,
即在相距为L的A与B处,安装两台可以产生干涉的激光器,
(可惜我打听了很久,据说现在还很难实现“双光源干涉”)
在AB的中点C处安装两个成角度的半透、半反镜,
总之要让两束激光产生干涉,让该设备高速运动,
就可以估算出当地光介质“以太”的相对运动状态?

本来以为光纤陀螺就可以作为现成的同类装置了,
可惜旋转光纤对光是有作用力的?对两路反向激光的作用力也正好相反,
由广义相对论看,此种情况下是会出现一路超光速,一路亚光速的,
(如同重力可以加速“光子”一样, 上次说过,你好象有不同看法?可惜那本有这个实验的书一时没能找到)
由于难以说明本来的问题,所以也就只好暂时放弃了, 另外还设想了一些环球或环极地的同光纤反向传播实验等, 但也都存在类似的“光受力”问题?


[楼主]  [9楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/23 02:02 

应该说明这里的波长是相对谁而言的?

这里我不谈测量结果,只谈波长是否会随运动者的运动方向与速度改变。


这就要看你怎样定义波长了?
如果采用:波长---波在一个振动周期内传播的距离,
那么肯定的说:
在运动者看来,波
长是会随运动者的运动方向与速度改变,
因为在运动者看来,周期已经改变了?
但在相对光源静止的观者看来,波长不会随运动者的运动方向与速度改变,

所以如果对波长的定义没有异议的话,
那么还要说明这个波长是相对谁而言的? 当然如果“不谈测量结果”的意思是不考虑相对运动观者的情况的话, 那么如果只考虑相对静止观者的情况,答案就简单了: 波长不会随运动者的运动方向与速度改变,


 [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/23 09:46 

你的观念不明确,且似乎与波长无关

你的意思是说,如果有风的话,静止点之间也会出现多普勒效应。这个问题我没有仔细考虑过。你似乎认为光相对于以太风有变化,但并没有说清楚以太风是如何刮的。以太风是否于地球以相同角速度旋转?以太风对光纤陀螺仪又如何产生影响?光波当然有频率和波长和波速,应当指出波速不一定是平常说的光速,光速是群速。而波速可以很大或很小,得到很小的波速曾出现在近几年的十大科学新闻中。

很难有一种对波的描述可以同时解释迈氏实验和塞氏实验,任何解释,似乎都会陷入矛盾。相对论确实给出了解释,但也有些牵强。

用什么方法可以测量波长是一个需要解决的问题。

 [11楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/23 09:54 

波长应该是相对于某个参考系的

波长应该是相对于某个参考系的,波动方程也是在参考系中描述的。观察者不能代表参考系,如果观察者是指点的话,则对点而言没有波长。

 

 [12楼]  作者:正和  发表时间: 2004/11/23 10:55 

SAGNAC干涉仪测的不是波长的不同,而是相位差的变化。
阁下研究SAGNAC多年了,怎么会这么基本的性质都还未搞明白?
 [13楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/11/23 11:10 

两个脉冲信号的间隔时间与波速的乘积可以被理解为波长,两个脉冲信号的时间间隔可以被理解为频率,二者相乘积为常数.
波长的定义
[楼主]  [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/23 11:29 

没有尺子(坐标)和时钟还观察什么呢?
波长的定义
 [15楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/23 11:41 

相位差的变化是由于波长不同引起的,有什么不一样?

顶多有个2kpi,即相位差增减若干波长,测起来会比较麻烦。陀螺仪肯定有办法解决之,否则激光陀螺仪,光纤陀螺仪就没法用了。

 

 [16楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/23 11:47 

没错。但用尺子(坐标)测光波波长的情况,大概是没有的
波长的定义
[楼主]  [17楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/23 11:50 

是这个意思

你的意思是说,如果有风的话,静止点之间也会出现多普勒效应。

是这个意思,因为单位时间内接收到的波数不同了?
由于两个方向的声速不同,也就形成了相位差和时间差,
(时间差=周期*相位差)
“迈雷试验”也是这个意思?

塞氏试验与迈氏试验的本质相同,
但迈氏试验考虑的是地球的公转,
塞氏试验主要考虑的是地球附近的情况?
总之可能都与可能存在的光介质有关?

我觉得只要有相位差和时间差也能说明一些问题了,
不一定非要测量出“真实波长”吧?
但是对波长测量的认真探讨无疑是有益的,

 [18楼]  作者:正和  发表时间: 2004/11/23 11:52 

因为不同回路的光最后是同方向进入干涉仪的!

而频率是不变的,同方向光速是相同的,因此不会有波长差!只有相位差!

看来你并不真的清楚SAGNAC。

[楼主]  [19楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/11/23 11:53 

还有时钟和干涉仪呀?
波长的定义
 [20楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/23 13:29 

开什么玩笑?Sagnac干涉仪是双向通过一个回路。为什么“不会有波长差!只有相位差!”?

你将你理解的Sagnac实验解释一下。

不至于国际玩笑吧?

 

 [21楼]  作者:正和  发表时间: 2004/11/23 14:43 

注意“最后”两个字,你在开国际玩笑吧?
在不同回路中产生了光程差,最后同向进入干涉仪检测光程差,这一点对迈氏或盖氏都一样。 你这样的一知半解让我怀疑与你讨论的价值。
 [22楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/11/23 21:35 

为什么“不会有波长差”?想好了再回答!
波长的定义

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