张书练教授：你好，

我想请教一下“纳米激光器测尺”的几个问题，
希望在百忙之中给予关注：

1、“测尺”能否测量120毫米左右长度的微小变化？
制作这种较长的激光器“测尺”在技术上是否可能呢？

2、我设想是否可以用它来测量飞行器或航天器的速度？理由是：
假设：
飞行器和“测尺”的运动速度是v，v与c的方向相同，
（“测尺”的方向与飞行器的运动方向相同）
激光到达反射镜F的距离是L=1米（为推导公式方便），

那么激光到达反射镜F所用的时间是：
t'=L/(c-v)
结果实际测量到的尺长是：
L'=ct'=Lc/(c-v)
即：运动中的实测尺长L'＞L（静止尺长）
（类似的情况可以参考“光纤陀螺”的计算原理？）

或者说，激光到达反射镜F时，F已经相对光源移动了：
ΔL=L'-L
=Lc/(c-v) - L
=L[c/(c-v) - 1]
=L[c-(c-v)]/(c-v)
=Lv/(c-v)

即：ΔL=Lv/(c-v)，
解出v得：
v=c/(1+L/ΔL)
最后得到：
=======================
ΔL= L/[(c/v)-1]
v= c/[1+(L/ΔL)]
近似为：
ΔL≈ L(v/c)
v≈ c(ΔL/L)
=======================
所以只要用“测尺”测量出“标准米尺光程”L的微小位移ΔL，
（即反射镜F的微小位移ΔL）
就可以由上式得知飞行器的速度v了？

实际中的L只是一个对比长度，
可以在“测尺”的方向垂直于飞行器的运动方向时测得，
然后在缓慢旋转“测尺”90度的过程中，
就应该可以计数“电场振动方向”的改变次数，得到ΔL？

3、假设存在某种假想的光介质（以太）的话，
那么如果以太可以被飞行器完全拖戈带动，
（或者说飞行器可以“关住”以太的话）
“测尺”旋转90度的过程中，就不会出现“电场振动方向”的改变，
如同飞行器中的声波在飞行器内的传播与飞行器静止时是一样的，
反射镜F没有相对声介质的运动位移，所以ΔL=0，

但是估计现在的任何容器要想关住、压缩以太是不大可能的？
（估计只有在飞行器有很大加速度时，才会对以太产生部分戈引作用）
所以在高速飞行器内测量到ΔL的可能性还是很大的？
那么如果能够在飞行器内测量到ΔL，
也就说明反射镜F发生了相对光介质（以太）的位移，
所以从ΔL的测量中，也可以了解空间某处“以太”的大致运动状态？
这对我们认识了解“真空”的性质无疑也是有益的？
另外考虑到光学仪器的抗振动性较差，所以最好是在卫星中实验？

=======================================================
那么飞行器相对地球的速度要有多大呢？我大致计算了一下：
=======================================================
假设v=10000 米/秒  (第2宇宙速度11200米/秒)，L=12毫米，
ΔL≈ L(v/c)
=0.012*(10000 / 299792458)
=4.002769*10^-7（米）≈400（纳米）＞79纳米，

再假设ΔL=红光波长的1/8=79纳米，则对应的速度v为：
v≈ c(ΔL/L)
=299792458*(79*10^-9 / 0.012)
=1973.63（米/秒）≈2000 米/秒，
大约是声速的6倍（6马赫），
虽然现在飞机的最高速度已经达到了超声速10倍，
但是估计振动太大，但在卫星中到达这个速度却很容易？

------------------------
假设L=120毫米，ΔL=79纳米，
v≈ c(ΔL/L)
=299792458*(79*10^-9 / 0.12)
=197.363（米/秒）≈200 米/秒，
这显然是一般民航飞机都可以达到的速度，
这样对于一般的实验者都可以实现的？
所以我一开始就询问：
“测尺”能否测量120毫米左右长度的微小变化？
或者说到达反射镜F的“光程”是否可以达到120毫米？

------------------------
假设L=1米：
v≈ c(ΔL/L)
=299792458*(79*10^-9 /1)
=23.683（米/秒）≈25 米/秒，
这是一般汽车可以达到的速度：90公里/小时，
但是这种超长的激光“测尺”在制作上可能比较难了？

------------------------
以上是我的一些设想，这或许会对理论与实际应用都很有价值的？
目前国内外对“真空”的探索都很重视，
希望我国也能在探索“真空”方面的理论和应用上领先国外一步？
很希望得到你的一些指点和咨询，还望在百忙之中能给予适当的关注？

杨红新 2004.12.6 于昆明