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又一个光速相对论实验:磁光检验
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2005/05/11 17:21
点击:236次

“运动光学”的另一个典型实验是:磁光偏转角检验,

都知道法拉第磁光效应的偏振面旋转角度为:
θ=aBL,
其中:
a是磁光系数,与磁光晶体材料的性质相关,
B是螺线管磁场强度,
L是螺线管内的磁光材料长度,

装置组成:激光源+起偏镜+法拉第器件+检偏镜+高灵敏照度计,
(用光纤也可以,用于光纤中的法拉第器件也很多了)
当装置系s'以速度v相对以太系s运动时,
如果存在直线段L内的sagnac效应,
则会产生磁光材料长度L的变化量:
ΔL=vt=v(L/c)
于是产生转角变化量:
Δθ=aB*ΔL= aBv(L/c)= aBL(v/c)
这个微小的Δθ可以用高灵敏光度计测量到,
(只要a、B、L、v足够大) B可以用超导强磁场, L可以用较长的磁光材料棒, 这样可以尽量减少对v的要求, 但是对激光功率和B的稳定度要求较高, 所以要提高信躁比还是只有提高v,

实验时可以先使v与c反向,记录照度计的值,
然后180度旋转装置,使得v与c同向,
对比照度计显示值的变化量即可,

由于这种直线段内的sagnac效应, 使得在相对以太系s运动的系统s'内的尺子长度(光测长度--光程)产生变化, 或许也可以简称为光速相对论的“尺变效应”?




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 [2楼]  作者:hudemi  发表时间: 2005/05/11 20:52 

老杨,前一阵子你发给我的方案我一直还不明白,或者说还不能同意。

为什么不同频率的两束光波,当波短到小于其自身的波长时,测两束光的频率差就能演变为测两速光的相位差?频率不同时,测相位差有何意义?连我自己都没有明白,我不知怎么跟光机所的人说。

另外,不好意思!你最后一次发给我的那个最长的邮件被我无意间删掉了。方便的话,请再发一次。

黄德民

[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/05/12 12:48 

看来还是同步问题,只是转变成了“重复频率”相同的问题

我的意思是两个飞秒光脉冲的光拍频振幅与两脉冲的相位差成反比,
两个飞秒脉冲的相位差越大,光拍频振幅越小,
两脉冲没有重合部分时,光拍频振幅为零,
两脉冲完全重合时,光拍频振幅有极大值出现,

问题是:
如果只观察两个飞秒脉冲a和b,则光拍频的振幅会很小,
就算用光电倍增管可以观察到,但也存在相位差的稳定问题,
比如在v与c垂直时,测量到两脉冲相位差对应的拍频振幅为Ua,
旋转90度使v与c平行,测量到的相位差为Ub,
对比Ua与Ub是否不同就可以了,
问题是怎样控制a和b同时发出或以稳定的相位差(时差)发出,
如果用光信号,当然不行,因为这样sagnac效应会相互抵消,
用电信号就要实验后才知道了,可能也会相互抵消,
用声信号肯定不会抵消,但是发出a和b的时间差是否能稳定?
这也要反复实验才知道,

如果是两个飞秒脉冲振荡器发出的脉冲组A和B,
就会出现A与B的脉冲重复频率Fa与Fb是否能保持稳定相等的问题,
如果有微小的差异,相位差就会迅速累积,
比如经过1000个脉冲后又重新达到同相位,
这就是说Fa与Fb的差频周期是1000T,差频频率是1/1000T,
(T是脉冲重复周期)
这就难以测量sagnav时差了,

简单说就是光拍频的稳定度依然有赖于脉冲重复频率的相同,
这就使得飞秒脉冲的“双光源干涉”也很困难了,
除非可以用某种声波脉冲(比如金属声表面波)做同步发射信号,
这就要与有经验的专家探讨了?估计是不太容易,
西安光机所的旋光材料也很不错, 估计各种旋光实验也做的不少了,各种测试设备也比较全, 不妨就这个“磁光偏角检验实验”也请教一下他们? 看看他们认为这个实验的难点可能在哪里?






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