我昨天的帖子是一边解释Wang的实验,一边交代有关拓扑效应与几何相位之知识, 泛泛而谈,内容面很广. 今天针对您的问题, 又强调与详
杨先生,您好!
感谢您寄来Wang Ruyong的论文.
我粗粗看了一下论文,我觉得该Sagnac效应与以往Sagnac效应的区别在于:
以往Sagnac效应是观察者处于转动参考系,但是光子是自由的; 而Wang Ruyong的论文中的Sagnac效应中的光子是舒服的(被光纤带动)(((没有任何迹象表明光子被光纤带动!))),但观察者是处于惯性系. 从基本理论上将, 它们实际上是等价的.
[[[[[[[[[沈回复: 怎么会没有被带动? 光纤是运动着与转动着的,光子又在光纤内部运动受光纤束缚着的. 正是这个束缚作用,导致光子收到一个势场作用,这个势场是与惯性力有关的势场. 这个势场,借助广义相对论等效原理,用术语说,就是”引力磁矢势”,它在数值上等于空间位置坐标与光纤转动角速度的叉乘. 这就是Sagnac效应的特点. Sagnac效应是一种几何效应,拓扑效应,整体效应. 只要有回路, 回路积分就有数值(不是0). 以前总是把回路当作是弯曲的, 其实回路总可以包含直线(回路积分的最后数值与如何弯曲这个细节无关,所以回路中可以包含直线,这就是王的实验的特点). 就Wang Ruyong这个效应的基本理论而言,本身并不稀奇,属于常识性知识(他的论文中的公式也全部在我的几篇论文中出现过),王的实验的意义在于实验本身上的创新, 这个实验有利于研制新型光纤传感器,可以测量纳米量级的速度. ]]]]]]]
我曾经说,在运动光纤问题中,要注意两类相位: 一类是几何相位(实际上Sagnac相位就属于几何相这一类); 另一类是由于运动光纤所导致的折射率修正所产生的相位(在Wang Ruyong的实验中,好像提到用到的光纤属于空心光纤,如他们提到他们用的是air-core fiber,因此也就不存在折射率修正所产生的相位了)(((正如你所说的,王用空心光纤做实验也得到了同样结果!所谓折射率修正谈不上。))).
[[[[[[[[沈回复: 那么不是折射率效应,就是几何相位效应. 这两类相位必居其一. 在运动光纤问题中, 这两类相位需要排除,然后再来看光速是否可变. 我一看王的论文中的公式(这类公式都在我的论文中出现过),知道它们属于几何效应,仍旧属于非惯性效应. 要是光纤不转,就什么效应都没有了. ]]]]]]
总而言之, Wang Ruyong的论文中的Sagnac效应仍旧是与转动问题有关(((何来转动?你从哪儿看出该效应仍与转动问题有关???请你说清楚,别是似是而非!))),
[[[[[[[[[沈回复: 看看论文,它们的每个数学表达式中都有光纤的转动角速度. 要是光纤不转,就什么效应都没有了.]]]]]]]]
也就是说这个相位终究属于非惯性系问题(((???))). 在广义相对论中,在非惯性系中的表观光速(dx/dt)是可变的(对表观光速作一个与度规00分量平方根的修正,就得到固有光速,固有光速仍旧不变).
Wang Ruyong的论文中的Sagnac效应的相位的最后数学表达式是回路面积与光纤转动角速度的点积(((根本就与回路面积无关!!!!王的论文初宗就是为了说明与回路面积无关。))),
[[[[[[[[[沈回复: 您有他们的论文,但是您没有看过他们的论文,至少没有兴趣看或者没有仔细看. 请看看他们论文倒数第二个公式. 实际上, 他们论文中每个公式都在表明这种与面积有关的效应,理由是: 速度与dl的点积以及Stokes公式. ]]]]]]]]
这就是一种几何(拓扑)效应, 按照广义相对论角度,这其实不再是平直空间效应. 这类点积形式是所有这类几何相位的共同特点(譬如, 高速转动的C60分子表面的电子就会具有这一相位). 这一效应(包括Wang Ruyong的效应)尽管可以用牛顿理论(结合非惯性系理论与克里奥历力理论)得到, 但广义相对论也可以预言这一效应. 总之, Wang Ruyong的Sagnac效应仍旧属于弯曲空间效应(((这一弯曲空间存在在哪部分光纤中?究竟是哪部分光纤对该效应有贡献??))). 当然,在弯曲空间中,表观光速是可变的.
[[[[[[[[[[[沈回复: 您的问题问得不合适. 为什么? 这是一种整体效应,拓扑效应, 实验测到的只能是与回路积分有关的结果,而且还是一个定积分(不是开路的不定积分). 对于一段段的分效果, 实验是测量不到的, 也就是说也测量不到回路弯曲细节. 他们实验的结果(相位)与弯曲细节无关, 只与回路所包含的总”磁通量”有关(成正比)(这里的“磁通量”是指转动系的角速度与回路所包围的面积矢量的点积. 这里, “磁通量”是一个借用的概念, 在非惯性系中, 转动系的角速度的性质很类似一个”磁场”). 只要回路面积不变, 允许回路自由伸展变化(允许把部分曲线变为直线,反之亦可), 最后的相位是不变的. Wang Ruyong的Sagnac效应就是把其中一段弯曲回路拉直了而已. ]]]]]]]]
(((总之,希望你把问题说清楚,别似是而非。)))
[[[[[[[[[沈回复: 实际上我昨天已经把问题说得很清楚了. 当然要能看明白我昨天的说明,需要有一些背景知识(譬如懂Sagnac效应与惯性力的关系, 以及与拓扑效应,几何相位之联系) . 我知道很多人缺少这方面知识,所以我昨天的帖子是一边解释Wang的实验,一边交代有关拓扑效应与几何相位之知识, 泛泛而谈,内容面很广. 今天针对您的问题, 又强调与详细说明了一些内容. ]]]]]]]]]
黄德民
2005-05-13 |