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标准的波长定义是针对行波的,因此从定义上说驻波波长就不能做为行波的单向波长。大家可能对我援引定义的论证方式不满意,我也乐意做出更进一步的分析,以破除单程光速可测的最后一个幻想。
设所用光波的周期为T。我们来分析长度为L的谐振腔中产生驻波的充要条件(设L的左端坐标为0)。 对于波节x,向右传播的光经反射回到x时应反相,即相差半个周期;向左传播的光经反射回到x时也应反相,即相差半个周期。 注意反射时有半波损失T/2(所谓半波损失即半个周期损失),亦即反射界面处必为波节。可列出方程如下: 从x处向右再回到x用的时间t=2(L-x)/c(利用往返平均光速恒为c这一原理),相位p=(t+T/2)/T=t/T+1/2=N+1/2,即t/T为整数。 从x处向左再回到x用的时间t'=2x/c,相位p'=t'/T+1/2=N'+1/2,即t'/T为整数。 那么(t+t')/T也必为整数,即2L/c必为整数。反之若2L/c为整数n,则必可找到x使得上述的t/T和t'/T都为整数,产生波节。 以上论证完全不涉及单向波速,产生驻波的条件完全是由往返平均波速决定的,只要往返平均波速恒为c,就能产生相同的驻波。 驻波的波长,不是单向行波的波长,而是相邻的干涉相消点的距离的二倍,而干涉相消点的距离,完全由往返平均光速决定。因此驻波法测得的光速也是往返平均光速。 再从另一角度看,驻波是一种干涉图式,而不是行进中的波,谈不上传播方向,而是两种方向的混合,因此驻波波长不是单向波长,与其它干涉法测得的波长性质一样。 |