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上一主题:好久不见刘武清了 下一主题:2011是物理学的奇迹年?中微子超...
光点偏移-光行差-运动反射
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2006/02/18 13:10
点击:4789次

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 [2楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2006/02/18 17:18 

我认为:光行差现象既能够证明“光速不变”,又可以证明“相对论”是错误的。
这是因为光行差能够直接证明:光速和光源的运动无关。而光行差始终不变,和所有恒星的光行差都一样,就直接证明了光速不变。

然而相对论是不承认光行差的,而认为:光行差就是横向多普勒效应。这就直接证明:相对论是违犯光速不变的,是错误的。
[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/18 21:23 

光行差至少说明光速矢量的方向是相对的?
都知道速度是矢量, 包括大小和方向, 光行差至少说明光速矢量的方向是相对的? 或者说: 光子的运动方向是相对的? 这样看来, 地球的公转线速度v分解到新的光方向上, 就只会使得光频率增加(是“接近”的情况), 即光周期T减小,但是横向多普勒公式只会使得T增加: T=t/sqr(1-vv/cc) 所以相对论很难自圆其说? 应该还是相对光速的大小和方向都是相对的? 问题是只看到给出的光行差数值20.47秒, 并没有频率的偏移数值?能查到这方面的资料吗?
 [4楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2006/02/18 22:27 

光行差的经典解释才是正确的,相对论利用“光速和光源有关”的解释是错误的
根据光行差的经典解释,“横向多普勒效应”是不存在的,当然也就不存在“频率偏移”。

虽然您认为:光是波。

可是也应该承认这个事实:利用棱镜能够把光束分解成一条一条的光线,又可以组合成光束。

这虽然不能证明:光是粒子的,不是波,但是起码能够证明,光不是普通的波,不是被具有体积的连续的介质传播的波,而只能是一种“线波”。各条线波是分别独立的,互不相干的。
 [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/02/19 01:48 

“天体的真实方向和观察方向之差称光行差”中的真实方向是以日心系为准的.采用其他参考系角度会有变化.
1、在地球上,假设有一个固定的激光源,
它垂直照射到一个很长的运动反射镜上(速度为v),
如果反射镜处有一个观察者M,那么M按说就应该看到“光行差”:
θ=tan(v/c)
现在问题是反射镜反射回的激光束是否依然垂直于反光镜呢?
或许会产生一个微小的反射角a?
(运动反射镜表面也可能形成一个拖戈以太的“附面层”)
[[[[[虽然运动的M可以看到光行差,反射光也有一个角度,但对与静止的人来说,那个角度是不存在的.反射光恐怕也是这样,虽然不是很确定.但从实验角度来说,相对应对运动的反射镜是无法想象的.]]]]]]
2、在地球上,再假设反射镜是固定的,
激光源以速度v运动,激光源静止时调整激光束垂直于反射镜,
那么激光源运动后,问题还是一样的:
反射镜反射回的激光束是否依然垂直于反光镜呢?
或许会产生一个微小的反射角a?
(这说明激光束具有了一个垂直方向上的初速度,会与“光点偏移”相抵消?)
[[[[[相对于静止的反射镜,激光器发出的光和反射的光都有一个角度.相对于激光器,角度就不存在了,正好抵消]]]]]

3、在地球附近,有两个反射镜和激光源一起以速度v运动,
激光在两反射镜之间来回反射,那么那个a是否会出现?
经过n次反射后,是否会出现反射角的累积:n*a?
[[[[[恐怕不会出现.理论上未必会有此现象.技术上使两个镜面平行,多次反射光后,还不产生大的误差恐怕是做不到的.]]]]]


 [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/02/19 01:55 

频率变化太小,恐怕不能通过光谱分析观察出来
不过接近黄道的天体应该有四季光谱变化,不知道人们观察到没有?是否仍然太小?

[楼主]  [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/19 11:15 

还难说?

“天体的真实方向和观察方向之差称光行差”中的真实方向是以日心系为准的.采用其他参考系角度会有变化.

1、在地球上,假设有一个固定的激光源,
它垂直照射到一个很长的运动反射镜上(速度为v),
如果反射镜处有一个观察者M,那么M按说就应该看到“光行差”:
θ=tan(v/c)
现在问题是反射镜反射回的激光束是否依然垂直于反光镜呢?
或许会产生一个微小的反射角a?
(运动反射镜表面也可能形成一个拖戈以太的“附面层”)

[[[[[虽然运动的M可以看到光行差,反射光也有一个角度,但对与静止的人来说,那个角度是不存在的.反射光恐怕也是这样,虽然不是很确定.但从实验角度来说,相对应对运动的反射镜是无法想象的.]]]]]]
用一个高速旋转的圆反射镜,激光以小角度近似垂直的照射到上面,大概可以证明?
有这方面的实验可查吗?我能找到的只有郑铨先生文章中提到的旋转反射镜多普勒实验可以作为参考:
http://salonart.net/zhengquan/zhq-zh4-3.htm> 
我们也可以自己做一点尝试,只是不知转速要多高才有所体现,

2、在地球上,再假设反射镜是固定的,
激光源以速度v运动,激光源静止时调整激光束垂直于反射镜,
那么激光源运动后,问题还是一样的:
反射镜反射回的激光束是否依然垂直于反光镜呢?
或许会产生一个微小的反射角a?
(这说明激光束具有了一个垂直方向上的初速度,会与“光点偏移”相抵消?)
[[[[[相对于静止的反射镜,激光器发出的光和反射的光都有一个角度.相对于激光器,角度就不存在了,正好抵消]]]]]
相对论是否也这样认为呢?
运动激光源相对静止的观察者有一个运动方向上的初速度?



3、在地球附近,有两个反射镜和激光源一起以速度v运动,
激光在两反射镜之间来回反射,那么那个a是否会出现?
经过n次反射后,是否会出现反射角的累积:n*a?
[[[[[恐怕不会出现.理论上未必会有此现象.技术上使两个镜面平行,多次反射光后,还不产生大的误差恐怕是做不到的.]]]]]

用“光子说”或以太完全随动的话,
的确是不应该出现na累积的,
但如果假设两反射镜相对以太是以速度v运动的话,就难说了?
因为反射镜每次与以太波密碰撞反射时,只改变以太波的运动方向,
而不能象改变光子那样改变(完全拖戈)以太?
总感觉是有所不同的,但一时还说不太清,

总的意思是:反射镜可以改变光子的横向运动速度,
使得光子也具有一个横向的v,
一旦光子具有了这个v,就不存在反射镜与光子的横向碰撞问题了,
也就不会再有na的累积了?

可是反射镜难以使得以太也具有横向的v?
所以在每次横向碰撞时,总要改变一次激光的反射角度,
这或许就会产生na的累积效应了?
这可能也算是波与粒子的一个不同之处吧?





[楼主]  [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/19 11:24 

再查查看?

1938年,Ives与Stilwell观察高速原子的发光,证实横向多普勒效应,
卢鹤绂教授也怀疑并重新解释过这个问题,具体情况不详,
这显然是光源运动的情况,
不过要保证观察角度始终与高速发光原子垂直恐怕也不容易?

天文上的光行差就是观察者横向运动的情况了,
按说应该能测量到横向的“光行差红移”呀?
是太微小了,仪器精度有限,测不出呢?
还是测到的不是红移,而是紫移?所以不愿意声张?
按说这是证明光具有横向多普勒效应的一个很好机会呀?
还请知情者指点,

 

[楼主]  [9楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/19 11:58 

我再描一下

一个静止于地面的人把一个球垂直的扔向一列运行的火车,
球是否仍然垂直的反弹回来呢?
火车上的人应该认为:
球的入射角不是90度,但反射角却是90度,
这显然与静止时的“反射定律”是不一样了?
地面上的人认为:
入射角是90度,而反射角却不是90度,
所以运动反射镜应该有自己的“运动反射定律”?

如果是两列速度v相同的火车,一个人把球扔向对面的火车,
这显然仍然可以使用一般的“静止反射定律”,
这相当于“光子说”的情况,显然不会出现na累积,
但如果是空气作为波介质,情况就不同了? 或者象youngler说的,如同乒乓球在两火车间反弹, 这好象就很难说了?



 [10楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2006/02/19 14:58 

回复yanghx、jiuguang两位网友:应该这样理解光行差。

 

 [11楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2006/02/19 14:59 

怎么搞的,没有内容啊,这里补上。

在实际观测光行差的过程中,必然可能存在三种情况:1、恒星和观测者之间的连接直线,与其相对运动的速度方向倾斜;2、恒星和观测者之间的连接直线,与其相对运动速度方向垂直;3、恒星和观测者之间的连接直线,与其相对运动的速度方向重合。

一、第一种情况是最普遍的,最常见常用的,相对论解释光行差时,就是利用了这种情况。

如图(1)所示为:假设观测者静止,恒星运动时的情况,是相对论解释光行差时所利用的情况;如图(2)所示为:假设恒星静止,观测者运动的情况。显然这两种情况所描述的是同一现象,应该得出一致的结论。

-----A----------------B------------A'----------------B'------------恒星运动路线

         \               |               \               |  \

            \            |                  \            |      \

               \         |                     \         |         \

                  \      |                        \      |            \

                     \   |                           \   |               \

--观测者运动------\|-O---------------------------\|-O'-------------O'1---路线

-----------------------图(1)------------------------图(2)-----------

图(1)中:O为观测者的位置,是静止不动的;A为恒星发光时的位置,设恒星发光的时刻为t1=0;恒星在A点和t1=0的时刻,所发出的一条光线AO,经过T时间的传播,在t时刻被观测者在O点接收到;从而观测者在O点和t时刻,看到:恒星在A点。

因为恒星是运动的,所以在t1=0的时刻在A点,而经过T时间的运动,在t时刻必然已经离开了A点,而到达了某个点B。显然:在T时间内恒星运动的距离为AB。在三角形AOB中,AB的长度所对应的夹角AOB,就是光行差。

恒星运动的距离S必然决定于运动速度V和时间T,即S=VT

注意:对于观测者来说,B点是未知的,线段BO不一定与恒星的运动方向垂直。然而相对论在解释光行差时,却认定并利用了这个条件。这个条件的实质就是:恒星在A点发出的光线AO,本来应该是垂直于恒星的运动方向的,但是却随着恒星运动到了O点,即光速和光源的速度有关。

确定光行差线段AB,首先必须确定光速和V,这里就不再叙述了。

如图(2)所示:假设恒星是静止,观测者运动;恒星在A'点时的时刻t'1=0,并发光;在t'1=0的时刻观测者在O'1点,并以速度V'向着O'点运动;再设:恒星在A点发出的光线A'O',经过T时间的传播,在t时刻正好到达O'点;而且观测者也正好到达O'点,从而看到:恒星在A'点。

在全等三角形AOB和O1OB中,容易证明:光行差角AOB和角O1OB是相等的。

在三角形O1OB中,观测者运动的距离S=TV

不再进行详细推导计算。

二、光行差的经典解释,所依据是第二种情况,先不进行分析了。

三、第三种情况是无法发现横向光行差的,但是必然也存在着光行差,我称之为“纵向光行差”。

根据对纵向光行差的分析可知:相对论在分析同时的相对性时,和解释光行差现象时一样,都利用了“光速和光源的运动有关”,是违犯光速不变的,是错误的。

 

[楼主]  [12楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/19 23:58 

光行差的测量方法就是运动反射镜法?

查了一下,光行差的测量方法其实就是用了运动反射镜,
转贴一段:
“图a中,光源S发出的光,照亮了位干物镜焦面上的分划板,
经物镜后成平行光束,这样的简单光学装置就是平行光管。
在垂直于光轴安放一反射镜,则平行光束反射回来,
通过物镜仍在分划板上原来位置成一实象。
这种现象称为‘自准直’,平行光管与反射镜即构成自准直光管(准直仪)。”

具体参见:角度及角位移测量:
http://ie.sjtu.edu.cn/jc/files/zhuanye/jdjwy.ppt>

还有一段转贴:

有一次,他航行在泰晤士河上,发现桅杆顶的旗帜并不简单地顺风飘扬,而是按船与风的相对运动而变换方向。布拉得雷想到,这种情况与人撑伞在雨中行走时的情形一样,如果将雨伞垂直地撑在头上方,雨点就会滴在人身上,如果将伞稍稍向前倾斜,人就不致于淋雨了,而且人走得越快,雨伞就必须向前倾斜的越厉害。天文学上的情况与此极为相似。光从某颗恒星沿某个方向以某个速度落到地球上,同时地球以另一个速度绕太阳运转。望远镜就像雨伞一样,必须朝地球前进的方向略微倾斜,才能使光线笔直地落到透镜上。布拉得雷把这种倾斜角度称为“光行差”。

所以看来只要使得第一次成像与反射后的成像重合,
就可以保证“光线笔直地落到透镜上”,
如果不把望远镜倾斜20.47秒,而是垂直的指向天顶,
那通过反射后的像就会落在愿像的后面,
如果望远镜的长度是1米,那光从分化板(第一次成像)的中心,
到达反射镜后,会偏离:
1米*tan(20.47秒)=1米*tan(0.005686度)=99微米,
反射回来的像差就是198微米,

其实我们可以先考虑两种情况:
1、骑着车,把一个乒乓球垂直扔向一面墙,看看反弹角的方向?
2、站在马路边,把一个乒乓球垂直扔向一辆行驶中的公共汽车,
再看看反弹角的方向?

所以大概从反射镜的角度看,反射定律依然成立,
不过从光源的角度看,反射定律好象就不太成立了?










 [13楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/02/20 02:01 

如果对于静止者,vx=0;则对于运动者vx就不可能是0.不论经典还是相对论都是如此.反之也如此.
相对运动反射镜的反射是否可以产生附加的vx的问题,可能性应该不大,车厢反射可以增加vx,原因是球与车厢接触时,由磨擦力在一定时间的作用下,给球一个初速度.光的反射是否需要时间?恐怕是有疑问的.
我没有想明白,垂直射入运动介质与运动状态射入静止介质的效果为什么不同?
 [14楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/02/20 02:18 

横向多谱勒的实验的介绍我见过,用的是高速粒子,采用统计方法,并作了很多假设,不是很令人信服.
多谱勒是一阶效应以地球轨道速度是万分之一,或许还可以测到.
横向多谱勒效应则是二阶效应,就变成亿分之一了,还有可能测到吗?
用高速离子做是有可能的,但速度等大约也只有个平均值等,有一系列假设,结果也作用很小的差值,故有疑问.
 [15楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2006/02/20 08:09 

光从太阳以太系射向地球以太系时其方向改变
设想一支箭,在从空中射向流动的水中的过程中其运动方向是怎样改变的(水可以拖动箭),光从太阳以太系射向地球以太系时其方向也就怎样改变
 [16楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2006/02/20 09:37 

谢谢您提供的观测方法资料。不过没有发现我的分析方法,哪里违背了这种观测方法呀。
在观测光行差的过程中,光线都是直线传播的,我们观察的都是光线的直接落点,没有经过反射。

光线反射也应该服从反射规律的。

只有在默认,太阳光服从反射规律的条件下:太阳光迈克尔逊——莫雷实验,才能充分证明:太阳光速和太阳的运动无关。否则就不能证明这个问题。
 [17楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/02/20 09:43 

没有太阳以太的改变也有光性差
从地上看垂直下落的水滴,擦运动的车上看一定是斜着落下来的.
而如果有太阳以太到地球以太间的折射,早就应该观测到了,用光行差解释是说不通的.
 [18楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2006/02/20 09:46 

因为任何光源都不可能只发出一条不可分的光线,而且我们又无法确定观测到的光线,到底是哪一条,所以横向多普勒效应是不可能观测
光点偏移-光行差-运动反射
 [19楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/02/20 10:07 

分析错了,与事实不符
由地球运动引起的恒星位置的角度变化(相对于更远的恒星和星系),称为"视差",而视差是远小于光行差的.
你分析的角度与距离是有关的,即同速运动,远的角度变化小,进的角度变化大,做火车可以看的很清楚.
光行差则与距离无关,只与地球速度(相对于太阳的)有关.
 [20楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2006/02/20 10:23 

按你的这种理论也可以解释光行差但无法解释迈-莫实验
从地上看垂直下落的水滴,擦运动的车上看一定是斜着落下来的. [[按你的这种理论也可以解释光行差但无法解释迈-莫实验。]]

而如果有太阳以太到地球以太间的折射,[[不是折射是拖动。]]早就应该观测到了,用光行差解释是说不通的.

 [21楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2006/02/20 10:25 

您看的不仔细,我还没有换算成“光行差角”呢。我用的方法和相对论用的方法是一样的。
光点偏移-光行差-运动反射
 [22楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/02/20 21:02 

这些方法恐怕不能测光行差
天文测量恐怕要用其他方法,测很小的角度很难,更难的恐怕是找一个基准。这个基准显然不可能在地上,而天上则所有的天体都有光行差,只有光行差的方向及出现的季节有所不同。
[楼主]  [23楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/21 16:25 

这个基准应该是地球公转轨道平面S ? 如果望远镜中轴L垂直于S,就会出现反射光点的198微米偏离, 只有L偏转20.47秒角度,才能保证两光点重合,
除非他们难以确定L是否垂直于S, 那任何方法都很难测量光行差了?
[楼主]  [24楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/21 17:28 

日-地间的光行差是多少呢?
地球相对太阳的线速度也应该是 30KM/s 呀, (当然还要减去465m/s的地球自转速度)
怎么没有听说太阳光照射到地球时,存在20.47角秒的光行差呢?
我查了半天也没有找到地球对太阳的光行差数值,
(注意:8.79角秒的视差不是光行差)
这是怎么回事呢?
[楼主]  [25楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/21 17:44 

波行差效应会改变介质波的方向?
这个问题好象还难说,如果不是箭,而是波动呢? 试想在河边装有一个振动源,振动方向垂直于水流方向, 那么对流水来说,就存在一个“波行差”的角度, 结果这个振动波的中轴可能会偏向水流的反方向? 而不是象箭那样偏向水流的方向? 再考虑到波介质流水的移动, 结果似乎横向流动的波介质并不会影响波的最后落点? 这就很难观测到“光点偏移”了?
 [26楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2006/02/21 18:20 

在地球上是不可能观测到太阳光的光行差的。
根据遥远恒星星光的光行差产生的原因可知,在地球上是不可能观测到太阳光的光行差的。
 [27楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2006/02/21 18:40 

波从静止介质传递到流动介质时波的方向应怎样偏转
问题就在我们尚不知,波从静止介质传递到流动介质时波的方向应怎样偏转。最好先在水中做一下水波的实验。
[楼主]  [28楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/21 18:43 

你是考虑以太存在的情况吧?
暂且不考虑以太, 现在解释“遥远恒星星光的光行差产生的原因”不就是地球相对恒星有30KM/s的垂直速度v存在吗? 可地球相对太阳也存在(30000m-465m)/s的垂直速度呀? 怎么就不会存在相应的光行差呢: θ=are tg(29535/300000000)= 20.3 角秒 或者是因为太阳相对地球的角度随时在变化, 所以难以确定它们之间的光行差? 不过太阳相对地球的角度变化也是有规律的呀, 至少应该想方设法去寻找这个应该存在的光行差吧? 可是网上确实找不到相关的资料呀,
 [29楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/02/21 18:45 

在地球上建立黄道平面
所有天体都有光行差,与运动方向垂直时,有最大值。
在天文台是否可以建一个与黄道保持平行的平面?能的话也相当困难。建一个与赤道平行的平面就容易多了,法线与地轴平行指向北极星就行了。
黄道平面与赤道平面有一个夹角,从地球表面看,黄道面法线与赤道面法线保持夹角不变,并向时钟一样赤道法线旋转,24小时一周。
在黄道对应的极点(黄极)没有天体供测量。
[楼主]  [30楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/02/21 18:58 

“所有天体都有光行差,与运动方向垂直时,有最大值”
那么太阳与地球之间的光行差是多少呢?

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