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运动光学规律的讲解之一,以光源为参考系时光波要素变化公式。
[楼主] 作者:崔木培  发表时间:2005/05/16 17:43
点击:233次

运动光学规律的讲解之一,以光源为参考系时光波要素变化公式。

先将光波要素变化公式(“运动光学”基本公式)表,表1,列于下面:

原来在《牛顿时空观与客观相对论》四、以接收器为参考系时对光波传播的影响。

及《迈克尔逊实验的“零效应”在历史上的客观影响及其发展新说—对一桩历史悬案的探究》中的“光波要素变化公式(“运动光学”基本公式)表”,表1。表中有错误,现在发送的表1,是正确的。错误之处请以此表为准更正之。

 

现在开始对上面表中所列公式含义和由来,作一讲解。

先从“以光源为参考系”开始。

我们看表的第一列第二格:以光源为参考系。角标符号是:1

在(表的)右面又分出三种情况:

光源在真空介质中静止,角标符号是:go

光源顺于光波传播方向运动,角标符号是:gs

光源逆于光波传播方向运动,角标符号是:gy

以光源为参考系时,于接收器无关。

再往右是按波动光看待的,波长λ,周期T,光速c

最右面一列是按光子光看待的,光速cc±v1

为了弄清符号的含义,三个光波要素,在四个角上都加上角标,如:

四个角标的涵义如下:

右上角标,有两个:

d——表示:以光子光看待。

P——表示:以波动光看待。

右下角标,有三个:

0——表示:以真空介质为参考系。

1——表示:以光源为参考系

2——表示:以接收者(器、物)为参考系。

左下角标,有三个:

go——表示:光源在真空介质中静止。

gs——表示:光源顺于光波传播方向运动。

gy——表示:光源逆于光波传播方向运动。

左上角标,有三个:

jo——表示:接收器在真空介质中静止。

js——表示:接收器顺于光波传播方向运动。

jy——表示:接收器逆于光波传播方向运动。

知道了角标的含义,事情就方便多了。好了请大家按照上面的规定,看看下面三个符号,代表了什么意义?

        

右下角角标,是1,说明以光源为参考系。

右上角角标,是P,说明以波动光看待。

剩下左下角角标,go——光源在真空介质中静止。

gs——光源顺于光波传播方向运动。

gy——光源顺于光波传播方向运动。

因以光源为参考系,与接收器无关,故左上角空缺。

下面我们分析 的变化规律。由于光源在真空介质中静止,所以,

这种情况下的波长 ,没有变化。即:

这种情况下的周期 ,没有变化,即:

这种情况下的光速 ,光速=波长/周期,即:

这种情况下光子光的光速 也是c,即:

运动光学的特点就是有一个,新的光学原理。这新的光学原理,就是:光的初始扰动具有两重性原理,也叫光在真空介质的传播原理。原理由三条组成:

1、波的传播是由一个扰动引起另一个(或一些)扰动传播开来的,第一次的(引起

以后许多扰动的)扰动,即波源的扰动,叫做初始绕动,连续波波源发出连续的初始绕动,脉冲波波源发出脉冲的初始扰动。

2、光的初始扰动,在真空介质中出现的位置处于光源运动轨迹的相应点上。

3、光波在真空介质中,从初始扰动起就不再受光源运动的影响,而以速度c开始自

己独立的传播过程。

三条中,23两条说的是:初始扰动既是光波受光源影响的结束,又是光波以速度c传播的开始。

这是:光的初始扰动具有两重性原理,也叫光在真空介质的传播原理。

由于光源顺于光波传播方向运动,所以, 这时,波长变短,即:

这种情况下, 周期不会改变(因为以光源为参考系),即:

有了波长和周期,我们可以算出以光源为参考系,光源顺于光波传播方向运动时,波动光的光速是:

以光源为参考系时,光子光光速与波动光光速是相同的。

说到这里,有人可能说这不是伽利略变换吗?不是,伽利略变换是力学的速度变换。按照伽利略变换应当是c+v1,而这里是c-v1,这是因为运动光学是光学变换,它有新的光在真空介质中的传播原理(光的初始扰动具有两重性原理)为依据。

由于光源逆于光波传播方向运动,所以, 这时,波长变长,即:

这种情况下, 周期不会改变(因为以光源为参考系),即:

有了波长和周期,我们可以算出以光源为参考系,光源逆于光波传播方向运动时,波动光的光速是:

以光源为参考系时,光子光光速与波动光光速是相同的。

以光源为参考系时光波要素变化公式,到此已经讲解完毕。下次讲解以真空介质为参考系时光波要素变化公式光波要素变化公式。

                            崔木培05.05.16
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