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致和满:大牛虽然医活了,但爱氏却卧床不起
[楼主] 作者:吴沂光  发表时间:2005/02/02 18:35
点击:265次

您关心错了。在各个理论体系中,动能都不是可以直接观测量。怎么测?经典小球碰撞都服从“双守恒”。各系对“碰撞效果”结论一致。

回复:你的话是实际的,在经典物理学框架内确是没法测的,所以牛顿又活了。可是,目前的条件应该是可测的。请看:

 

设质点 的动能增量为ΔE,静质量为m0,类似引力场方法,惯性观察者把质点的势(不妨称运动势)定义为:φ = -ΔE/m0                             1

而且认为,当运动势作为一个物理量引入后,物理规律必须认为是其它物理量与运动势之间的关系,而相对速度仅是运动势的一个参量。可想而见,在描述尺缩等相对论效应的方程中,我们可以用运动势置换速度。由此,相对性原理又可以表述如下:

A、运动势置换速度后,一切坐标表述的物理规律都有具有相同的数字形式。

B、相对速度是运动势的唯一参量。

容易证明,这种表述与相对性原理的其它形式的表述是平行的。对于A部份内容,我们无可非议,应保持其公设的地位;对于B部份内容,则有所怀疑,因为它直接关系到绝对空间是否为虚构的问题,我们应进一步深究。

 

S参考系相对于“未知”的绝对空间S0以速度V0作匀速直线运动。在S中,时钟以恒定速度V运动,假定某时刻V0V的夹角为θ(为简单起见,这里仅在平面上讨论问题)。此时刻自绝对空间S0看来,飞行时钟相对于S系的动能增量为:

ΔE=1/2m0V2  + m0V0VCOSθ                  (2)

(准确到一级近似,并设V0V  )

S系看,则有  ΔE=1/2m0V2

同样的一件事,结论只有一个,谁对谁错只有实验才有权力发话。把式(2)代入式(1)中,在一级近似下,飞行时钟相对于S的运动势为:

φ = -V2 /2 +V0VCOSθ)/ C 2

我们可以用相对性原理A直接推导出运动势为φ处时钟的时率变化因子为1-φ/c2

记作 :   d t = (1-φ/c2)d t'

 故有d t =[1 +V2/2  +V0VCOSθ)/ C 2] d t'          3

现在我们把具有穆斯保尔共振装置的接收器放置在南极,让带着时钟及雷达装置的飞机以恒定速率V航行,地面观察者通过接收器测定雷达波的横向(与航行方向垂直)多普勒效应来推算飞行时钟的时率。如果实验结果表明式(3)中的含V0项为零,则相对论是正确的;如果说表明存在含有V0项,我们就要不断改变航行方向再做实验。由于V0V常数,根据式(3)得:红移为最大的航行方向,就是 V0的矢量方向。因此我们可以确定V0的大小及θ的值。(在此实验中还要扣除引力效应)

 

 

如果地心绝对运动速度为300公理/秒,飞机航行速度为3  公理/秒,那么与相对论预言值相比,最大增加量不大于10-8秒。按目前的设备条件,这种实验应该是有能力进行的。

爱因斯坦在“论动体的电动力学”的第四节中曾预言:如果在A点有两只同步的钟,其中一只沿闭合曲线以恒定速度运动,经历了t秒回到A。那么,当这只钟回到A时,比保持静止的钟慢(1/2)(V/C2秒。现在,我们用式(3)来计算,则有:

△t =∫(dt– dt0 )=∫[(V2+VV0cosθ)/2 C2 ]dt0= 1/2)(V/C2

这个结果与爱因斯坦的结果是一致的。

1971年,HafeleKeating把四只铯原子钟放在高速度飞机上,然后飞机在赤道附近分别向东与西绕地球一周返回原地。当它们与地面上静止的铯原子钟的读数相比较,其结果显示向东飞行的时钟变慢,向西飞行的时钟变快。      

从地心上看,由于地球的自转,向东环球航行的铯原子钟要大于一圈才能到原地;向西航行的铯原子钟小于一圈就可到达原地。经过一番计算后却发现,在这个实验中, V0项恰好被抵消,因此(3)式的预算值与相对论的预算值保持一致。显然,这个实验对绝对空间存在性的判别也无实质意义。
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[楼主]  [2楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/03 10:24 

诚心再请各位指点,上帖,我设置的实验是否行得通?

 

 [3楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/03 11:17 

我对您的实验构想,有多处不解。先举两处:

S参考系相对于“未知”的绝对空间S0以速度V0作匀速直线运动。在S中,时钟以恒定速度V运动,假定某时刻V0V的夹角为θ(为简单起见,这里仅在平面上讨论问题)。

是哪个系中的“夹角”?

 

此时刻自绝对空间S0看来,飞行时钟相对于S系的动能增量为:


ΔE=1/2m0V2  + m0V0VCOSθ                  (2)


(准确到一级近似,并设V0V  )

这个公式是怎么推导出来的?V在哪个观测系中成立?“m0V0VCOSθ”项是什么意思?                 

[楼主]  [4楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/03 12:18 

回复:谢谢提问!我的意思是指:

是哪个系中的“夹角”?|| 这个公式是怎么推导出来的?V在哪个观测系中成立?“m0V0VCOSθ项是什么意思?    

回复:是我没说清楚。令绝对速度V0矢量指向X轴正方向,飞行时钟相对于S系的速度为VVX轴正方向夹角为θ。

由于低速、一级近似下伽利略时空变换有效,因此,从绝对空间S0看来,飞行时钟的速度为:

V0+V=V02+2 V0VCOSθ+V21/2

动能增量为:

ΔE=1/2m0 (V0+V)2 - 1/2m0 V02

   =1/2m0V2  + m0V0VCOSθ
 [5楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/03 12:38 

不能这样“角度合成”“速度合成”。

您的“飞行时钟”是宏观物体,一般可使用“迦利略变换”求解。

您的实验标的是“相研意义上的绝对参照系”。在这个标的下,就不能使用一般处理方法了,要使用“洛仑兹变换”。

 

[楼主]  [6楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/03 14:11 

这种反驳似乎力度很弱

您说:“您的“飞行时钟”是宏观物体,一般可使用“迦利略变换”求解。

您的实验标的是“相研意义上的绝对参照系”。在这个标的下,就不能使用一般处理方法了,要使用洛仑兹变换。”

 

回复:“构想实验”的目的是为了验证力学相对性原理是否普适,而洛仑兹变换恰恰是优先假定力学相对性原理具有普适性的基础上建立的。在这里,如果用洛仑兹变换不就陷入了逻辑反复?此外,飞机速度和地心绝对速度都远小于光速,即便用洛伦兹速度变换,其结果在一级近似时也没有什么差别。也就是说,动能定理在惯性系中是否正确的问题,其差别在一级上。

 

另一方面,在经典力学框架下,我们又曾假定:牛顿在绝对空间建立起的方程(除了动能定理外)都有可以借助力学相对性原理来扩展。因此,用迦利略变换不存在逻辑反复。
 [7楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/04 13:24 

再看:

我们可以用相对性原理A直接推导出运动势为φ处时钟的时率变化因子为1-φ/c2


记作 :   d t = (1-φ/c2)d t'


 故有d t =[1 +V2/2  +V0VCOSθ)/ C 2] d t'          3

 

您现在是用“宏观运动的近似动能”在推导“光子能量”了。这就不是“精度”问题了,是推导错误。

 

您的实验设计,目前我不认同,但您引出的问题,对目前的物理学体系,是致命的。我要发个新贴,清注意。


 [8楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/04 21:06 

补充说明:您最后要测的“光子频率”其实就是“光子能量”。
致和满:大牛虽然医活了,但爱氏却卧床不起

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