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速度测量中的误区
速度其实是在两个运动之间做比较，标准运动就是时间。可比较的物理量很多，可能是转动快慢，也可能是同一时间内两个物体发生的位置移动量。后者既是运动学中所定义的速度概念。 当人们用同一个运动方式来定义时间和长度单位时，会出现怎样的状况呢？ 举例来说，用一个人走路来定义时间和长度单位，每抬一次腿规定为一个“抬腿单位时间”，每次迈出的步长规定为一个“步长单位长度”，于是人的走路速度为1个“步长单位长度/抬腿单位时间”。 在人们没有统一使用“米·公斤·秒”制计量单位的物理教材中，同时还介绍“厘米·克·秒”制计量单位的内容。静电学、静磁学中定义的力都是根据人为规定的“计量单位”推导出来的单位，它们与用“步长单位长度/抬腿单位时间”导出速度单位的方式完全相同。由于各单位之间换算不便，才统一使用经过系数换算后“米·公斤·秒”制计量单位。 当用一个人走路的动作来定义时间和长度单位后，单位时间是由抬腿动作过程决定，单位长度是抬腿迈步过程决定。无论怎么走，别管是正常人还是残疾人，对他来说，走路速度就恒等于1个“步长单位长度/抬腿单位时间”。实际他前后每一个动作都可能相差悬殊，跑也罢，走也罢，结果都一样。 如果有两个人齐步走，N个人齐步走也行，检阅倚仗队是大家都看到的情况，只要每个人都一起迈步，步子快慢无所谓，他们每个人的走路速度都是1个“步长单位长度/抬腿单位时间” 好了，当人们用同一个原子的辐射往复动作与其光波长作来定义时间和长度单位后，原子在发射光波的过程中，前后每个振动过程真的完全一样吗？相应的空间波长占居量必定相同吗？ 人们可以迅速改变连续激光器发射的光波，用它瞬时的辐射周期与相应的瞬时波长做时间计量单位基准和长度计量单位基准，测量该激光的传播速度，由于时间单位基准和长度计量单位基准一起同步变化，传播速度就表现为恒定的比例常数。它与地点、方向、高度、环境以及光波频率都无关。 把几个激光器发出的光波混合起来作对比，反映的是它们之间的相对稳定性。就如同检阅齐步走的倚仗队，反应的是综合同步稳定性。实际上人们是一起快步走，还是在慢步走，都不能可靠确定。 要想测量出真实的光速，时间基准、长度基准不能与被测光发生任何关连，时间基准、长度基准必须用别的运动形式做保证！当时间基准、长度基准稳定性与被测光波的稳定性相等时，称之为等精度测量；当时间基准、长度基准稳定性比被测光波的稳定性高时，测量误差就比较低。 绝对光速的测量就是按照时间基准、长度基准用别的运动形式做保证进行的测量，因长度基准稳定性比被测光波稳定性低，测量误差就比较大。 “持相者”没说错，从测量原理上来说，波长/周期法根本测不了光速大小。只能比较被测光波相互之间的频率稳定性。也就是齐步走的同步程度如何。 正和作的解说虽然不够完整，他实际上指出的正是使用同一个运动方式定义时间和长度单位将导致该运动速度实际不能被测量出来的“不可测定理”。 “波长/周期法”陷入了测量操作原理上的误区之中。 Ccxdl 2005年12月9日 |