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测量1米的波长数只要求验证电脑起始读数差K不变,不要求A与B同时启动,可AC用导线BC用光纤,无数据传递速度的要求。
两计数器的起始计数值之差△N(t)恒定不变是由被计数光波的稳定性保证的,A与B计数同一光波的启动时间差是确定的,则△N(t)就确定不变。当读数K不变由实验验证了,K与△N(t)就保持永远只相差一个常数L。 A剛停止计数时刻1的两计数器的计数差值△N(1)仍为起始的计数差值△N(t),等于不变的读数K加常数L即 Nb(1) -Na(1) =△N(1)=K十L 此后AC不断地传送一个不变的数Na(1)到电脑,BC则不断地传递一个变化的数Nb(t)到电脑,电脑相减的读数差K会连续增大。 B停止计数时刻2的计数差值是A和B都停止了的计数差值, 它对应于最后不变的读数K2。 Nb(2) -Na(1) =△N(2)=K2十L 1米的波长数等于B在时刻2的计数值Nb(2)减去在时刻1的计数值Nb(1): N/m=Nb(2) -Nb(1)=〔Nb(2) -Na(1)〕-〔Nb(1) -Na(1)〕=△N(2)-△N(1)=(K2十L)-(K十L) =K2-K 由此可见,测出1米的波长数只要求验证起始读数K恒定不变,不要求A与B同时开始计数,更不要求数据传递速度各向同性, 即使AC用导线BC用光纤也可以,只要保证电脑读数差K恒定不变就行。 验证K不变的实验过程是: 1,BC导线不动,多次将AC光纤的A端拆开弯曲又重接,电脑读数K不变; 2,AC光纤不动,多次将BC导线的B端拆开弯曲又重接,电脑读数K也不变; 3,将AC光纤与BC导线的A端与B端拆开任意弯曲后互换,读数K仍不变。光纤与导线的C端不互换则读数K反号,C端也互换则读数K符号不变。 分析:光波稳定,A和B两计数器计数同一光波通过的波长数,计数值之差Nb(t)-Na(t)=△N(t)为一确定的常数。数据Nb(t)和Na(t)传到C点时电脑的读数差K是超前Tb 和Ta 时刻的计数差:K=Nb(t-Tb)-Na(t-Ta)。 实验1的次数足够多, 由于BC导线未动,延时Tb未变,从实验结果的K不变可归纳得出光纤AC的延时Ta是一个与重接和弯曲向上向下无关的不变量。 实验2的次数足够多, 由于AC光纤未动,延时Ta未变,从实验结果的K不变可归纳得出导线BC的延时Tb是一个与重接和弯曲向上向下无关的不变量。 根据AC和BC的延时Ta和Tb都是一个与重接和弯曲向上向下无关的不变量。从Nb(t)和Na(t)的单值性,由次数足够多的实验3的K不变可归纳得出: Tb和Ta互换时只可能同时增加(或减小)同一个量△T。从交换前的延时Tb和Ta变成(Tb十△T)和(Ta十△T)。 由交换前与交换后是同一个读数K可知: K=Nb(t-Tb)-Na(t-Ta) =Nb(t-Tb-△T)-Na(t-Ta-△T) 的确,上述误差分析的证据实验无法证实交换前后信号线的延时是相等的,只是证实了导线和光纤弯曲变形、接头重接以及交换导线和光纤都不改变读数K。 因为测量目的是定出1米的波长数目Nb(2)-Nb(1),它仅仅要求K不变。Na(t)只是求差值K是参考标准,最后的结果中Na(1)被相减消除了。数据的传输时间Ta和Tb也只是分析实验引入的参数,1米的波长数目Nb(2)-Nb(1)中並没再到Ta和Tb的值。不引入传输时间Ta和Tb进行分析,只说实验结果K不变也同样得到1米的波长数目的结果。引入Ta和Tb进行分析是不必要的,仅仅是为了解说该实验。实验时更可不过问数据的传输过程,光纤与导线的介质性质是不同的,电磁波信号在它们中的传递速度是不同的,只要保证K不变,信号传递速度更是无需关心的,因为实验结果的1米的波长数目与其无关。 |