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:我眼中的雷元星先生。 下一主题:刘武青先生与国内外著名光学专家...
关于激光谐振腔实物长度是否发生洛伦兹收缩的实验数据分析,供有条件者去实验参考。此帖发出后,我正式暂停发帖。
[楼主] 作者:ccxdl  发表时间:2005/01/02 13:06
点击:604次

 

关于激光谐振腔实物长度是否发生洛伦兹收缩实验的进一步说明:

20世纪上半个50年带前,人们还没有研制出激光器,之前进行的迈克尔逊干涉实验,由于受到相干光源的实际条件限制,两条光路必须基本相等。如果使用白光做光源,两条光路的光程必须相等,人们才能看到0级干涉条纹。鉴于地球以30公里/秒的线速度绕着太阳转动,整个太阳系又以200公里/秒~400公里/秒的线速度绕着银河系中心转动。而地球自转导致地面绕地球自转轴转动的线速度仅有0.5公里/秒,与地球以30公里/秒的线速度绕着太阳转动,整个太阳系又以200公里/秒~400公里/秒的线速度绕着银河系中心转动的线速度相比可以忽略不计。地球必定在某个空间方向上,以30公里/秒~400公里/秒的线速度在宇宙空间做曲线运动。

如果光线是在相对于绝对空间保持静止的以太海中以29.8万公里/秒的恒定速度进行传播,责意味着在地球以30公里/秒~400公里/秒的线速度绕着银河系中心转动的空间方向上和与之垂直的空间方向上,光线将以不同的传播速度前进。当人们在地面上做迈克尔逊干涉实验时,通过转动整个仪器是两条等长度的光路处于地球以30公里/秒~400公里/秒的线速度绕着银河系中心转动的空间方向上和与之垂直的空间方向上时,光线在两条光路上经历的光程就不再相同。转动整个仪器使两条光路对调,前后方式所产生的光程差就会使呈现在观察屏上的干涉条纹发生移动。当然,必须要求两条光路要有足够长的空间距离,至少几十米,才能使干涉条纹发生的移动量可以被人们观测出来。由于这是一个庞大的实验,整个仪器要安放在水银池子中飘浮在水银表面,两条光路还要采取来回反射方式得到所需要的光程,没有足够财力物理的研究机构根本就没有办法去做。

人们通过在地面上做的迈克尔逊干涉实验,没有观测到干涉条纹发生移动的结果,否定了光线是在相对于绝对空间保持静止的以太海中以29.8万公里/秒的恒定速度进行传播的设想。人们实际上可以根据多种假定来解释迈克尔逊干涉实验,其中就出现了洛伦兹提出的在地球以30公里/秒~400公里/秒的线速度绕着银河系中心转动的空间方向上,干涉仪器的臂长发生了“分子收缩”。彭家勒对洛伦兹提出的“分子收缩”理论表示不能接受,爱氏便提出了狭义相对论来进行解释。彭家勒同样不接受爱氏提出的狭义相对论解释。

地球以30公里/秒~400公里/秒的线速度绕着银河系中心转动的空间方向上,仪器的臂长真的发生了洛伦兹收缩吗?如果实物的长度真的发生了洛伦兹收缩,采用实物制造出来的激光谐振腔也必然要发生相应的洛伦兹收缩。而输出的激光波长也将发生相应的改变缩短。人们可以通过检测激光器输出的激光波长是否发生相应的改变,来判断激光谐振腔是否发生了洛伦兹收缩。

大家知道,激光谐振腔长度是输出激光波长的整数倍关系。如果在地球以30公里/秒~400公里/秒的线速度绕着银河系中心转动的空间方向上,激光谐振腔长度发生了洛伦兹收缩,相对收缩量ΔL/L约等于0.5×10-7~0.5×10-8,输出激光波长的相对缩短量Δλ/λ也等于0.5×10-7~0.5×10-8。以氦氖激光器为例,输出激光波长等于0.6328微米,当两路发生干涉的光路相差6.328米,相当于位相差为2π×107,由Δλ引起的位相差变化量将反映为π~0.1π;只需要有π/2的位相差改变,干涉条纹变可以对比度发生翻转。所以,0.1π的位相差改变引起的干涉条纹移动量已经可以被人们观测出来。

与上个世纪初的迈克尔逊干涉实验实验不同点在于,新的实验是转动激光谐振腔在空间的方向,而干涉仪不作任何转动或移动。两路发生干涉的光路相差6.328米或更大距离,在使用激光做光源情况下,完全可以保证在这样大的光程差上产生稳定的干涉条纹。

先用光纤将激光器输出的激光连接到干涉仪器上光源位置处,再进行汇聚、针孔空间滤波,扩束成平行光。激光器千万不要使用负反馈调节技术,而应该把激光器保持在严格恒温的环境之中,至少先让激光器在工作状态下与环境恒温达到24小时以上时间。恒温条件越严格越好,应保证温度变化每小时飘移不大于0.2度。转动激光器的机构与激光器一起放在恒温环境中,采用马达带动激光器转动。

为了跟踪自然飘逸量,人们可以在相同的光路上同时做出两个平行关系的干涉实验,分别用两个放在獤样环境中两台一样的激光器做光源,一台处于静止之中,保持空间方向不改变,转动另一只激光器,对它们产生的干涉条纹进行观测,将同步产生的自然飘逸量去除。还可以将两只激光器安放成相互垂直的状况,让两只激光器都进行转动,再对它们产生的干涉条纹进行观测,寻找出最大的相对变化量进行分析。

法布尼标准具干涉方式的形成的光程差太小,不足以显示出波长变化引起的条纹移动,还是要采用臂长不相等的大光程差的干涉方式来作实验。当然,作这样的实验,设备经费要超过20万元,并不是很简单的事情。只能留给有经济实力的单位去完成。

我的信箱是:ccxdl@tom.com

顺告建其,你不要太无聊了。你提出的“多普勒效应”和用书上的定义做为回答的理由,根本就是在乱弹琴。有你这样的教书老师,我只能为被你教的学生们感到悲哀!

此帖发出后,我正式暂停发帖。你不要以为我还会被你纠缠,回你的帖。这个帖子专门发给对激光谐振腔实物长度是否发生洛伦兹收缩实验有兴趣的其他人参考,你还没有长出怎样做这个实验的思维细胞,也没有足够做此实验的动手能力。你还是继续去误人子弟吧。

再见!

Ccxdl  2005年1月2日

 

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-60612.html[复制地址]
上一主题:我眼中的雷元星先生。 下一主题:刘武青先生与国内外著名光学专家...
 [2楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/01/02 16:26 

估计地球表面附近的以太相对速度接近0.5公里/秒?
估计地球表面附近的以太相对速度接近0.5公里/秒,
如果等于0.5公里/秒,
那么激光陀螺就不可能在静止的情况下测量到地球的角速度了,
因为如果光介质与激光陀螺的角速度相等的话,
估计激光陀螺也就失效了?
既然现在认为激光陀螺还能测量到微小的地球角速度,
就说明地球表面附近的以太相对速度不完全等于0.5公里/秒,
那么大概等于多少呢?这就要实际精密测量、计算了,
还可以对比测量距地面不同高度的激光陀螺测量值,
一定会有所获的?
 [3楼]  作者:youngler  发表时间: 2005/01/02 22:32 

引力场之外的以太并不存在,地球附近引力场可能不随地球自转!
    引力场之外的以太并不存在,地球附近引力场可能只随地球公转,不随地球自转!

※※※※※※
‘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/ 。
 [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/01/03 17:22 

黄德民和久光可知道磁场对光纤陀螺的影响?

如果螺线管中的电子可以部分戈引以太旋转,
那么螺线管产生的磁场就是一个旋转的以太风,
磁场的强度代表的了以太旋风强度的大小?

所以按说如果把较灵敏的光纤陀螺放在螺线管内(或磁极上),
可以也会显示出一定的角速度值?
当然光纤陀螺的光纤圈数要多一点,磁场要强一点才好?

而且此时陀螺再向两个方向以相同的角速度旋转,
应该会有不同的显示值?这就是以太旋风的作用了?

有篇文章可以参考:
转贴自:
http://www.defenseonline.com.cn/gfjs/jygd/jygd2000-12-1.htm>

如同所有的精确测量装置,光纤陀螺也存在一些缺陷,包括角度随机游动、零偏不稳定性和零偏偏位。角度随机游动是陀螺输出信号中来自光电探测器的散粒噪声和热噪声的宽带随机噪声造成的;而当陀螺不旋转时,零偏不稳定性会产生计示角速度的波动。

零偏不稳定性(有时也叫作零偏漂移)与零偏偏位不可混淆。零偏偏位是陀螺在没有围绕敏感转轴旋转时错误指示出的微小旋转速度。比如在地面导航系统的应用中,当车辆静止时,可以通过测量计示旋转速度来估计零偏偏位值,只要知道了这个值,就可以从陀螺输出中将之减去,而获得准确的旋转速度。

一个光纤陀螺制造商讲述,在这项技术的早期,公司的工程师困惑于高质量和高灵敏度陀螺生产的固定而无法解释的计示结果,一个被告知该现象的外行人员发现,这个值与地球旋转导致的某种东西相对应。在精确的应用中,这种现象能够导致15°/小时的输出。

在为高精度惯性导航系统设计的陀螺中,出现强磁场产生的法拉利效应可能影响传感线圈中激光束,形成非互易光路。在敏感性较弱的应用中,镍铁高导磁合金屏蔽能够避免这种影响。KVH公司告诉使用其E芯光纤陀螺的预期用户,如果他们应用时要将陀螺放在很强磁场(>50高斯)的附近,建议进行实际测试来确定灵敏度。在典型的车辆安装中希望没有这种效应。

==========================================

那么50高斯是什么概念呢?
转贴:
http://www.taipower.com.tw/main_6/main_6_6_2.htm>

英國國家輻射保護局(NRPB)公布之家電磁場值 單位:毫高斯(mG)
距 離      3 公 分
                
電 視      25~500     (0.025-0.5高斯)
徵 波 爐  750~2000     (0.75-2高斯)
吹 風 機   60~20000    (0.06-20高斯)
冰 箱                5~17 <0.1
電 鬍 刀  150~15000    (0.15-15高斯)
洗 衣 機    8~500     
吸 塵 器 2000~8000    
抬 燈     400~4000    

=================================

螺线管磁场仪
http://www.ctisn.com.cn/project/project/yibiao0023.htm> 
 
行业:仪表                                           
编号:NO:023                                                          
一、项目名称:螺线管磁场仪                           
二、项目单位:西安理工大学科技开发部                                   
三、内容简介:                                                         
    该仪器采用加长的二维移动尺带动霍尔逆变器(探测线圈)在螺线管内部或外部的位置,
定位准确地用电位差计(冲击电流计)测量相应的霍尔电压,计算相应的磁感应强度,定量了解螺线管内部和外部的磁感应强度分布情况。

螺线管匝数:2800匝;
螺线管长度:280mm;
中心磁感应强度:0.012T  (120高斯);
励磁电流:1.00A。

使用范围及市场预测:适用于高等学校物理实验教学,全国仍有厂家生产同类型仪器。
投产条件及效益分析:具备机械加工和电装及测试设备,每年销量不大,利润在20~30%。
服务方式:技术转让,销售仪器。转让费:面议。

西安理工大学科技开发部
地址:西安市金花南路5号

====================================
磁場的單位是以特斯拉(T)或高斯(G)或毫高斯(mG) 或微特斯拉(μT) 表示。

1特斯拉=10,000高斯
1高斯=1,000毫高斯
1微特斯拉=10毫高斯



 

 [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/01/03 18:53 

资料很好。光纤陀螺仪的零偏偏位应该是地球角速度矢量,在仪器轴线方向的分量。磁场对电的一向是明显的,仪器基本都是经过光电转换,然后对电信号进行放大处理的。在有强磁场的条件下肯定会产生多种误差,最后都反映到输出中。至于强磁场对光(电磁波)会产生什么影响,似乎还没有更精确的描述。

 

 [6楼]  作者:hudemi  发表时间: 2005/01/03 21:47 

我自己对光纤陀螺也有较多困惑!

杨兄的问题实际上可分为两个:一是讨论运动的电子能否曳引以太风的问题;二是光纤陀螺能否测量到地球自转的问题。第一个问题我可以明确答复:不可能。第二个问题,我较迷惑。

(第一个问题)请问:是分子大,还是电子大?很明显是分子大!又问:是(液体)分子之间的距离近,还是你原帖中所说的螺旋管中电子与管内光纤之间的距离近,很明显,前者近!而斐索流水实验告诉我们,即使在(流水)分子与分子之间这么近距离内的以太也未被水分子完全曳引,你怎么能指望螺旋管中运动的电子能曳引以太在管内形成以太风?

(第二个问题)光纤陀螺的原理我是知道的,但究竟能不能测量到地球的自转,我不太清楚。我个人是这样认为的:不管地球周围的以太(或者我所说的“光介子”)是否随地球自转转动,都不大可能测量到地球的自转。原因是,如果以太完全随地球自转,没有以太风,光纤陀螺自然测不到地球的转动,没什么可争议。但如果地球周围的以太不随地球自转即存在以太风,就一定能敏感到这种转动吗?答案仍是否定的。试想一个,如果该光纤陀螺的光纤环非常大,大到能将地球的自转轴套住,此时,光纤环(左右、上下)对边的以太风速度方向相反,大小差异明显,受此影响,光纤内的光自然能敏感到这一差异。问题是,实用的光纤陀螺都非常小,非但不能套住地球的自转轴(除非正好在南北极上),且往往远离地球自转轴。此时,光纤环(左右、上下)对边的以太风的速度方向是相同的,大小差异非常不明显,光纤内的光怎么能感受到地球的自转呢?所以我认为,正常(多数)情况下,静止的光纤陀螺是敏感不到地球的自转的。

就此问题,我曾电话请教过618所搞光纤陀螺的一个室主任,可他告诉我,静止的光纤陀螺能敏感到地球的自转!不知我是当时没有把问题讲清楚,还是他没有理解我想要问的问题,反正我对此问题仍有怀疑,本想找时间再当面请教的。没想到,这次你的主帖也谈到了光纤陀螺能敏感到地球的自转,我就更加迷惑了!如果真是这样,这就是我以前所说的,我们就要认真审视“以太假说”以及我的“光介子假说”了。因为以这些假说为基础,按我上面的理由,根本测不到地球的自转。

对此问题,欢迎久广和YOUNGLER等人发表意见。

黄德民

 

 [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/01/04 00:01 

考虑太阳系旋涡也有可能?

戈引作用实际是粒子产生的以太冲击波?
所以关键是粒子的速度,而不是粒子的个头?
估计磁感应强度越高,电流就要越强,
螺线管内的电子运动速度也就越高,
至少在一般的超导强磁场中(10-20T),5V,600A,
参见:
http://www.eastchanging.com/detail.asp?id=426>
会看到陀螺测量到的角速度随电流强度变化?
国内的非超导强磁场一般是1000-1500高斯,
而且体积庞大,参见:
http://www.eastchanging.com/detail.asp?id=66>
(1英寸=25cm)

一般的磁场可能只能有较弱的反映,
可是现在最便宜的光纤陀螺也要1万多元,
能否找个处理的陀螺玩玩?几百元的?
至少你应该可以借一个试一下吧?
不过可能陀螺里面还有读干涉环的电子电路,
可能会受强磁场的影响,要先确认不会损坏陀螺才行,
要自己做就要找一些光纤,然后分束、合束倒不难,有现成的产品,

=======================================
如果光纤是绕赤道的话,
当然是在以太与地球同步时,就没有sagnac效应了,
可是既然陀螺相对很小,好象还是应该有一些sagnac效应?
但是如果真的可以测到15度/小时,那就是360度/24小时,
正好是地球的自转角速度,
这似乎只有解释成地球周围的以太相对太阳是静止的?
好象是太阳这个大以太旋涡在起主要作用,
而地球的自转戈引作用并不大呀?

当然也不是象以前说的以太是绝对静止的,
结果还要考虑地球的公转速度,这当然就差的更远了?
我原来以为地球的长期自转戈引应该会使得其周围的以太基本跟随其同步运动,
可是现在看来,如果是与地球同步的,不应该会这样准确的测量出地球的角速度?
最多只能测量到微小的角速度才对?

不过太阳以太旋涡也还是可能的,
只是我总觉得地球的自转戈引作用就这么小吗?


 [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/01/04 00:23 

看来要先找点光纤才行?只好慢慢来了

看来只有自制或特制一个光纤陀螺了,
其实定性的实验装置并不难, 关键要找一些光纤,一般不零卖的,
要把光系统与电子系统分开,只把光系统置于强磁场中,
然后调整螺线管的电流,观察输出角速度值的变化,
(电压模拟量输出就可以了)

磁场对光的作用目前主要体现在磁光效应上,
是磁场对光的偏振面的旋转作用,磁光材料要求折射率高,
也就是其中的光速较低(可能是来回反射的结果),
偏振面的旋转角度与磁光材料的长度、折射率、磁场强度相关,
(另外磁场对光谱的分裂作用是作用于光源原子的,似乎还不足以左证)
还有就是有待证实的强磁场对光的旋转散射作用,
(台湾主要探讨磁场对软X射线的作用)
这方面的资料很少,有待证实,

希望强磁场对光纤陀螺的作用能成为下一个磁场对光产生作用的例子?


 [9楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/01/04 10:50 

光纤陀螺仪测的是绝对角速度

角速度是一个矢量,相对于任何惯性系(角速度=0)角速度都是不会变的(不考虑相对论效应)。或者说整个地球有相同的角速度(不考虑固有时的不同),不论是在极地,还是赤道或地球的其他地方,角速度矢量是相同的,方向与地轴平行。一般测到的是角速度矢量的分量。

是否存在绝对角速度是有争议的,爱因斯坦也提出过对绝对角速度的怀疑。而各种精确的陀螺仪的出现使这些争议失去了意义。相对论的惯性系光速不变和光纤陀螺仪的应用理论是相符的。可以这样理解,地球表面的局域惯性系相对于地心惯性系是平动,固定在地球表面的物体,包括陀螺仪,相对于局域惯性系有角速度,就是在旋转。假设局域惯性系(不转的参考系)光速是常数,就比较容易解释如何可以测到地球的旋转。主要还是确实可以测到地球的旋转,不是不知道结果的假设。

 

 [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/01/04 11:10 

应该可以找到

在光缆铺设的工地上应该有多余的线头,是不能卖钱的。最关键的是如何读出,相对于干涉条纹偏移所对应的,电子信号。电信号的大小换算成角速度恐怕需要计算机的。就是简单确定很小范围内的角速度变化与输出信号之间的非线性关系,大概也是不容易的。

 

 [11楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/01/04 16:39 

太阳系任意点处的以太风速度v=2πsqr(C/R)?

可能还不是线头,估计要有数千米?
两路激光在经过数千米后,
产生干涉条纹不成问题,
因为是定性的研究,
所以只要用肉眼观察条纹移动就可以了,
关键是可能需要一个强磁场才行?
最好是超导磁场(10-20T),可能只有借用某单位的了,

关键是如果我们每天都经受着465米/秒的以太风,
那么有些实验就可以不用搬上汽车或飞行器了?
某些实验装置只要固定在地面就可以了,
依然是观察以太风,只是预计的相对风速比以前的30KM/S小很多了,
只有465M/S,二次效应肯定很难观测到了,
只有想办法观测一次效应才行,
其实“异地信号传输时间比对实验”就是这个意思了,
只是希望能象你说的,取一小段呢?比如10米-1000米?
依然能测量出“异地信号传输时间差”吗?
如果能作成1米的测试设备,就可以搬上卫星或飞船,
测量一下太阳系内的任意点,当飞行器的速度等于公转速度时,
(按照开普勒定律计算出的公转速度,见后)
是否“信号传输时间差”就会消失?

或者说是验证一下:
地球表面或同步卫星上会测量到“传输时间差”,
太阳表面或同步卫星上不会测量到“传输时间差”,

开普勒行星运动第三定律(调和定律):
行星绕太阳运动的公转周期T的平方与它们的轨道半长径R的立方成正比:
C(TT)=RRR
(C为常数,可能是表示以太旋流强度)
 
由于:
v=Rw,w=2π/T
v=2πR/T
T=2πR/v

带入得:
C(2πR/v)(2πR/v)=RRR
C(2π/v)(2π/v)=R
解得太阳系中某点P的线速度为:
v=2πsqr(C/R)
即P点的线速度v只与R相关,





 [12楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/01/04 17:52 

光纤大概不能产生条纹,有的可能只是随角速度变化而产生的强弱变化。我是没有见过,只是想象不出有其他结果。

你的超声波测距仪实验是很好的,它可以很容易地证明声速在空气中的变化。如果改用激光测距仪,则有可能测到光速的变化。虽然光速不变是说不可能测到光速变化,但是光纤陀螺仪又分明可以测到光速的变化,不知道激光测距仪怎么卖。

你说的“传输时间差”指的是什么?两个方向所用时间的差值?单向时间差就是GPS的工作原理,校准时钟必然要用到反方向,地-星的单向时间差。

你的公式v=2πsqr(C/R)似乎只用于圆轨道,如果是这样的话,在沿彗星轨道飞行的小飞行器应该容易测到光速变化。


 

 

 [13楼]  作者:hudemi  发表时间: 2005/01/04 21:58 

旋转角速度是具有绝对意义,但光纤陀螺要敏感它,仍需有足够的回路光程差!光有角速度,没有大的回路光程差是不够的。

久广:我回复在((()))中:

角速度是一个矢量,相对于任何惯性系(角速度=0)角速度都是不会变的(不考虑相对论效应)。或者说整个地球有相同的角速度(不考虑固有时的不同),不论是在极地,还是赤道或地球的其他地方,角速度矢量是相同的,方向与地轴平行。一般测到的是角速度矢量的分量。(((以上观点我都同意!我也是这样的观点。)))


是否存在绝对角速度是有争议的,爱因斯坦也提出过对绝对角速度的怀疑。(((我一直坚持加速度和旋转具有绝对意义的观点。)))而各种精确的陀螺仪的出现使这些争议失去了意义。相对论的惯性系光速不变和光纤陀螺仪的应用理论是相符的。可以这样理解,地球表面的局域惯性系相对于地心惯性系是平动,固定在地球表面的物体,包括陀螺仪,相对于局域惯性系有角速度,就是在旋转。假设局域惯性系(不转的参考系)光速是常数,就比较容易解释如何可以测到地球的旋转。主要还是确实可以测到地球的旋转,不是不知道结果的假设。(((我知道,如果是机械陀螺,理论上完全可以测量到这种角速度。但光纤陀螺我认为未必,这是由于它的原理造成的。因为,光纤陀螺是靠检测两束反向运动的光的光程差来鉴定是否存在旋转角速度的。如果仅有角速度,光纤环内形成不了足够的光程差,也是无法检测出该旋转角速度的。打个比方,设想有一个巨大的圆盘,该圆盘旋转且带动圆盘上面的一层介质随之旋转。如果静止的光纤环正好套住该圆盘的转轴,环内上下左右各个方向的介质风的速度差很明显,受这种介质风的拖动,光纤内的两束光将有较大的光程差,能很容易地检测到该旋转角速度。相反,如果将该光纤环放置在远离该旋转轴的地方,环内与旋转方向相切的上下两边的介质风对环内光的影响相同,介质风对环内的光造成的光程差将明显削弱,以至于难于检测到该旋转。)))

黄德民

 [14楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/01/05 10:56 

我认为如果介质风与圆盘以相同速度旋转的话,且光速相对与介质为常数,就测不到角速度了。而实际情况是可以测到绝对角速度,也就是说假设光相对于介质为常数则介质的角速度为0,这才能测到绝对角速度,如果介质也有角速度,则测到的是相对角速度(相对于介质)。不论经典理论还是相对论都是假设惯性系(或某惯性系)光速为常数,即(光速在其中为常数的)介质的角速度为0。而且可以推出相同的结果(精确到一阶小量),光纤陀螺仪都是按这种结果设计的。其实光纤也是介质,但光速在其中不是常数,否则无法测角速度,而且从推导出来的结果看,由角速度产生的效应与光纤折射率无关,至少忽略高阶小量后是如此。至于能测到多大的角速度,取决于仪器的精度,与是否绕过轴无关。地球角速度为15角秒/秒钟,对于陀螺仪来说是个不小的角速度,不可能测不到。

刘志波

l

 [15楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/01/05 16:42 

应该注意“太阳同步卫星”的重要性?


不能产生条纹怎么行呢?相位差只有靠干涉条纹的移动呀?
光电转换的意思就是把条纹从暗到明的移动次数记录下来,
光纤陀螺之所以可行,就是因为激光的单频性,
使得激光的“相干长度”可以很长,
比如在数十公里范围内都可以产生干涉环,
例如下面这个光纤激光器的“相干长度”就是50公里:

超窄线宽光纤激光器
http://www.optochina.com/optochina/others/laser_guide/laser_web/laser_filber.htm>

单纵模超窄线宽光纤DFB激光器是世界上性能最好的单频光纤激光器。 具有如下特点:
1.该光纤DFB激光器具有非常窄的线宽, 线宽可以达到1KHz,是一种完全单频单纵模的激光

器,具有非常好的相干性,相干长度可以达到50Km
2.功率高,连续激光器输出可以达到1瓦,脉冲输出峰值功率可达100瓦以上


====================================================
目前激光测距仪的精度还难以达到要求,
20米的测量距离,误差0.5毫米就算是很不错了,参见:

中国激光第31卷第6期论文基本信息
中文标题:    自触发脉冲飞行时间激光测距技术研究
http://www.opticsjournal.net/getArt1.asp?aid=6757>
 
英文标题:   Study on Self-Triggering Pulsed Time-of-Flight Laser Rangefinding 
论文作者:   陈千颂, 赵大龙, 杨成伟, 潘志文, 霍玉晶

收稿日期:   2003-2-20
收到修改稿日期:   2003-2-20
基金支持:   国防科技重点实验基金(项目号
关 键 词:   光学技术与仪器;自触发脉冲;激光测距;飞行时间

中文摘要:  
提出了一种新型脉冲激光测距方法――自触发脉冲飞行时间激光测距方法。该方法有效解决了传统脉冲激光测距法中存在的提高测距精度和缩短测量时间两者之间的矛盾。对该方法及本质特点进行了详细描述和理论分析,并给出用以描述该方法的基本方程。最后,给出了实验装置,在20 m范围内获得了0.5 mm的测距精度。


**************************************************
激光测距关键是计时精度的问题:
《“光尺”计算》:

假设是非往返测距计时(一阶效应),
两地的发射与计时需要同时,
可以考虑用中点处的声波信号来达到“同时”的要求?
总之这里不需要“时间差”的绝对测量值,只需要一个相对测量值?

距离:L=1米,
光速:c=3e8 米/秒,

光走完1米所需时间:
T=L/c=1/3e8= 3.3 e-9 秒= 3.3ns

============================
“光尺”运动速度v=8米/秒=28.8公里/小时,
接收器在3.3ns内产生的位移:
ΔL=v*T=L(v/c)
=1(8/3e8) = 2.666666666666 e-8 米= 26nm
ΔT=ΔL/c=L(v/cc)
=8/(3e8 )^2 = 8.88 e-17(秒)
这就是要求计时器所具有的测量精度,
但是现在最精确的原子钟也只能达到e-15秒的精度,
除非增加L和v的数值,

=============================
v=465米/秒(地球自转线速度),
位移:
ΔL=v*T=L(v/c)
=465*3.3333 e-9= 1.5499 e-6米= 1.55微米
ΔT=ΔL/c=L(v/cc)
=465/(3e8 )^2 = 5.166 e-15(秒)

==============================
v=1000米/秒 (3倍声速)
位移:
ΔL=v*T=L(v/c)
=1000*3.3333 e-9= 3.3333 e-6米= 3.3um
ΔT=ΔL/c=L(v/cc)
=1000/(3e8 )^2 = 1.11 e-14(秒)

===============================
v=10000米/秒 (第二宇宙速度)
位移:
ΔL=v*T=L(v/c)
=10000*3.3333 e-9= 3.3333 e-5米= 33um
ΔT=ΔL/c=L(v/cc)
=10000/(3e8 )^2 = 1.11 e-13(秒)

***************************************************
更大距离的测量就是我说过多次的:

《中日双向法时刻比对》
具体参见:
http://www.sxso.ac.cn/introd/introd30.htm>

......
6、中日双向法时刻比对
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。中国科学院国家授时中心网站(2002-2003)   http://www.ntsc.ac.cn>

**************************************************************
一点估算:
西安至东京的空中飞行距离3338公里,
地球自转线速度:v=465米/秒,
假设光介质以太的线速度:V=0,
(资料给出的Sagnac效应为87ns)

光程L=3300 000米
光传播时间t'=3300000/300000000= 0.011秒
单向光程差ΔL≈ L(v/c)=3300000*(465/299792458)=5.118米
双向光程差2ΔL'=5.118*2=10.236米
双向时间差Δ10.236/299792458=3.414*10^-8 秒=34.14 (ns)

这个34ns与87ns属于同一数量级了,

***************************************************************
你说的不错,可是要从地球发射一个小彗星可不容易呀?
可以考虑发射两个“太阳同步卫星”A和A'作为标准,
它们之间不存在“两地信号传输时间差”,
然后再发射一个大于和一个小于公转速度的太阳同步卫星B和C,
测量A、B、C之间的“两地时间差”就可以说明一些问题了?

***************************************************************
另外,如果确实存在“465米/秒效应”,
那么“环球原子钟实验”中向西飞行的飞机如果以465米/秒的速度飞行,
(可以保持在太阳与地球的连线上的话,飞机内将始终是白天?)
应该会得到一个时钟加快的最大值Tmax?
大于或小于465米/秒的飞行速度都只能得到小于Tmax的时钟加快值?

 

 


 

 [16楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/01/05 16:55 

光纤陀螺:报价与精度

以下是某厂的报价与精度:

VG949P光纤陀螺              13800元 单轴6度/h
VG941-3AM光纤陀螺         16800元 单轴5度/h
KVH E-Core2000               35800元 单轴2度/h
DSP 5000光纤陀螺            44800元 单轴1度/h
ASP135A高精度光纤陀螺  178000元 单轴0.01度/h
ASP120中精度光纤陀螺       98000元 单轴0.3度/h
ASP100中精度光纤陀螺       78000元 单轴0.5度/h

地球的自转角速度是15度/h,老黄应该清楚了?

 [17楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/01/05 20:01 

测量光速变化已经是技术问题了

我说的看不到条纹,是指通过光纤只能看到一点。只能通过干涉光信号的强弱变化算出角速度,角速度不变就没有信号变化。由信号强弱变化,怎样确定是角速度增大,还是减小,我一直没想明白。其实机械鼠标也有类似机电配件。

测量光速变化理论上是没问题的,虽然有相对论的光速不变,也不是说测不到光速变化。光纤陀螺仪就是通过光速变化才能工作的,虽然有些人不愿意承认。迈克尔逊干涉仪在非惯性系中也能够出现干涉条纹的移动,用相对论分析也是这样的结果。测量光速变化已没有理论上的障碍,只要技术障碍了。现在尚不能确定的是,在那些情况下可以测到光速变化,在那些情况下测不到光速变化,还需要实验验证。

 

 [18楼]  作者:xuebinguo  发表时间: 2005/01/05 21:28 

价格真不菲啊
关于激光谐振腔实物长度是否发生洛伦兹收缩的实验数据分析,供有条件者去实验参考。此帖发出后,我正式暂停发帖。

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

0.2039749622345