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系统证明光速不变原理
[楼主] 作者:哲学黑洞  发表时间:2007/04/01 11:52
点击:1027次

系统证明光速不变原理
光速不变原理是狭义相对论的理论基础,是学习研究相对论的基础。
爱因斯坦创立的狭义相对论所依据的‘光速不变’指:在任意惯性系中,光速都恒为常数c不变;其实是光速相对观测者恒为常数c不变,即光速决定于观测者,与光源无关。
事实证明:光速在任意参照系中都恒为常数c不变,并不局限于惯性系,所以爱因斯坦的‘光速不变假设’是正确的。
由于各种不同检测光速方法的精度不同,所以分别检测的光速数值略有不同,为方便探讨,假设:所有方法检测的光速数值都相同,都为299792.458公里/秒。
计算时取光速c=300000公里/秒。
本文选择了能够精确证明光速不变的四项事实。
1) 恒星光行差。
2) 恒星都是一个一个的小圆点。
3) 恒星都静止。
4) 太阳光迈克尔逊——莫雷实验。

任意恒星光行差都长期保持不变,证明:光行差不随时间变化,所以光速也不随时间变化。所有恒星的光行差都为20.5″角距,证明:所有恒星的光速都相同。
《系统分析恒星光行差》中已经详细论证了“光速不变”,所以不再重复。

恒星都是一个一个的小圆点,证明:任意一个恒星的所有的光线的光速都相同,即没有不同光速的光线。
因为没有任何光速‘变化’的现象,所以只有采用‘反证法’。
设:某恒星发来两种光速的光线;光速为c的光线,用c表示;光速为C的光线,用C表示;光速c>C
因为c和C都是连续的,所以观测者能够同时接收到c和C;但观测者同时接收到的c和C,必然不是同时从恒星发出的。
因此设:c发出的时刻为零;C发出的时刻为t;恒星零时刻的位置为A;t时刻的位置为B;因恒星周日视运动角速度ω=15.0411″/秒,所以A、B之间的角距φ=ωt
再设:φ=10′(太阳直径的1/3);恒星距离L=30光年。
则:t=φ/ω=10×60÷15.0411≈40(秒)
c传播的时间T1=L/c=30(年)≈86400×365=946080000(秒)
C传播的时间T2=L/C
据题意知:T2=T1+t=L/c+t=946080000+40=946080040(秒)
所以:C=L/T2=946080000c/946080040≈0.9999999577c≈299999.987(公里/秒)
即:如果φ=10′,则c-C=300000-299999.987=0.013(公里/秒)=13(米/秒)
也就是说:如果两条光线的光速差为13米/秒,则这颗距离为30光年的恒星,就同时在角距为10′的A和B两个位置上。
光速连续比间断变化的可能性大得多,如果恒星光速是在C和c的范围内连续变化的,则看起来,该恒星应该是:长度为10′角距的线段。
因为从未看到过:恒星具有多个位置和任何拉长的现象,所以结论正确。

恒星都静止,证明:所有恒星的光速都不随时间变化,都始终恒为常数c不变。这是因为如果光速不断变化,则看起来恒星必然是运动的。证明方法与上述类似,不再重复。

太阳光迈克尔逊——莫雷实验证明:太阳光的光速不变。
迈克尔逊——莫雷实验的依据是:光速=波长×频率
光波长和频率都是根据光干涉条纹确定的。根据‘杨氏双缝干涉实验’干涉条纹之间的间距,能够独立推算出‘光波长’,自然可确定‘光频率’。
这样推算确定的光波长和频率的乘积为常数,即不同颜色光的波长和频率的乘积相等;而且乘积数值等于检测的‘光速值’;从而充分证明:‘光速=波长×频率’成立。
迈克尔逊和莫雷通过长期多次分别检测,来自不同方向的阳光的光速,充分证明:阳光的光速不变。

以上四种事实充分证明:光速相对观测者不变,与地球(观测者)和恒星(光源)之间的相对运动无关。
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[楼主]  [2楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/02 08:32 

反‘光速不变’的朋友呢?
系统证明光速不变原理
 [3楼]  作者:youngler  发表时间: 2007/04/02 08:50 

物理理论是不能被证对或者证错的,

 

    物理理论是不能被证对或者证错的,它只不过是一件衣服,放在那里,从合身到不合身为止,然后被放弃。



※※※※※※
‘形象的世界’讨论些什么东西?这是一个讨论自然哲学、基础物理的地方。 http://thales.bbs.xilu.com/ 。
 [4楼]  作者:张崇安  发表时间: 2007/04/02 10:57 

你如何计算出20.5″?是用随动以太吗?另外:你知道消光定理吗?到达地球的星光已经不带有星体的速度。
你用“光行差”来否定“光速与参照系的选择有关”实在太幼稚。雯索实验你怎么解释?
 [5楼]  作者:541218  发表时间: 2007/04/02 11:46 

回复:小胡的意思应该是这样:物理理论是在不断发展的不断改进不断完善的…………
系统证明光速不变原理
[楼主]  [6楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/02 13:19 

20.5″是直接观测的,不是计算猜想的,是公认的天文常数之一。
我不知道‘消光定理’,但‘恒星光行差’是直接观测的事实,是不容否认的。

至于说‘恒星光行差’的规律证明了什么,您自己可以分析去,很简单的。
[楼主]  [7楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/02 13:23 

我可只是简单介绍了一些事实,没什么理论分析猜测。
系统证明光速不变原理
[楼主]  [8楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/02 13:28 

理论是描述事实及其客观规律的,越符合事实越正确。
我们大家应该就事实本身进行争论,如果争论观点对错,是没什么意义的事情。
 [9楼]  作者:刘久明  发表时间: 2007/04/02 20:03 

哲学黑洞你好固执。
以前我给你解释过,不知你还记得不?
从A地有一队士兵出发去B地。出发时在A地严格控制时间间隔,每两分钟有一人上路,(这里假设每个士兵具有相同的耐力和控制力),途中多处有上坡和下坡,上坡时由于速度变慢,每两人之间的距离明显缩短;下坡时由于速度变快,每两人之间的距离也随之加长,及至到达终点B时,每两人之间的距离是一个不定数,距离也是一个不定数。但每两人到达的时间间隔却仍然保持原来的两分钟一位。也就是说我们不能根据光线到达地球的速度来判断光在途中是否经过了速度改变
第二根随动以太的假设,光速在恒星处的有限范围内,速度是相对恒星不变的,这就有了粒子发射的特征。途中大部分行程范围内是相对于局部宇宙背景系的。只有在接近地球的一个有限区域内,光速是相对地球不变的,这也是在地球上总是感觉似乎光速不变的一个原因。

[楼主]  [10楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/02 22:27 

久明先生好!我可没感觉自己固执,因为这不是我的观点,而是事实。
说实在的,您说的例子,始终在我心里,为此我还专门到各个天文论坛求证。

结论是:您错了。

恒星光行差和光的传播过程无关,表现在与恒星距离无关。

我相信您一定听说过‘恒星的行星光行差’吧,据说某些书上有介绍的,实际上这种行星光行差不存在。而您的例子,只能应用在这种和光传播过程有关的‘行星光行差’上。
[楼主]  [11楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/02 22:31 

非常希望认真严谨的杨铁新先生来看看。
系统证明光速不变原理
 [12楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2007/04/03 00:13 

由于其他恒星离地球太远,恒星和地球都可以看作一个小点,恒星的光行差是针对地球公转速度来的,光又是一种波动(本人认为),光速与光源无关,光到达太阳系来的速度是一样的,所以恒星的光行差恒定。
历史上所有的迈莫实验或类似实验仅仅证明:光速在地球上没有地球公转速度差,还没有一个精确的实验证明,在地球上光速否有自转速度差。(本人倾向认为:地球上光速有自转速度差。)。另外,行星的光行差也有(地球自转引起),叫日差,恒星光行差叫年差,行星光行差太小,不易测量。非本人杜撰,在一本美国人写的教科书看到,翻译本。
 [13楼]  作者:张崇安  发表时间: 2007/04/03 07:40 

这个20.5″的观测结果可以用随动以太解释,也可以用光粒子流速度合成解释。你赞成那种?
消光定理是:由于大量的星际介质存在(这里我理解为次光源),使得原来带有恒星底速度的光在经这些次光源反射后带上了次光源的底速度,因为大量星际介质可以看作大范围呈静态,所以光速基本保持光相对于源(次源)速度的常数C。一般消光长度大约在空气中是5公里(星际介质可与空气对比),也就是说,只要穿过5公里的空气,光速就变为相对于空气的常数C,而失去原有的速度。
光行差的常数20.5″必须考虑星际介质,因为恒星光经过漫长的宇宙空间到达地球时,是通过大量的星际介质的。
好象前两天你承认这个20.5″是地球速度和地外光子群流相对速度的结果,可是你今天却没有给出解释。观测结果通常是要给出解释的,人类的知识就是这样增长起来!
 [14楼]  作者:angelury  发表时间: 2007/04/03 09:32 

回复:仅以这样的实验不足以证明光速不变
先生是否有考虑过,单以你所列出的事实,不足以证明光速不变呢?!
你针对的研究对象(光速不变),在你的研究方向上并不封闭,这不能说它不是正确的,但它未可全确认为正确.这会使人利用更多的事实来想象出它的不成立.比如:光在各种介质中的传播速度不同;无法证明光穿行的空间中介质密度相同,等等.
反过来,如果人们要证明光速不变,实验的环境就应是一个使光无法逃离的物性空间中进行,而且必须严格测定其质密分布.
简单来说,人们现在可以证明的是光速可变,但尚不足以证明光速不变.先说明一点,证明光速不变与光速可变的同时成立,并不矛盾.

※※※※※※
中医理论远在千年之前就比现在的西医先进无数倍。 易学-牛顿力学-相对论-维构论-...>0 先进=简单,这我也知道,但为何竟是易学?!
[楼主]  [15楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/03 19:46 

谢谢认真提问!我只是罗列了几项事实,结论对不对,欢迎发表意见。
因为这四项事实都是普遍的,所以应该能够充分证明‘光速不变’,当然这只能证明:我们只能检测到唯一不变的光速数值,只能证明‘由太空经过空气到达观测者的光速不变’。

这确实同时证明:以任意观测者为基准的光速相同,而变换成相对运动基准的光速是变化的。

至于光速在其它介质中不同,我想应该不是问题。
[楼主]  [16楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/03 19:54 

其实恒星光行差和光速不变,都只能根据布拉得雷假设解释,只能根据‘光子说’解释。
刘久明先生原来用‘拖拽说’解释过恒星光行差,但当时我还不懂,所以我并没有看出问题。

前几天,看了‘黄朝文’先生的解释,发现他错了,因为‘恒星光行差’的方向反了。我相信:一切‘拖拽说’的解释,都应该存在这个问题。
[楼主]  [17楼]  作者:哲学黑洞  发表时间: 2007/04/03 20:20 

您的观点,我看不懂,希望您认为分析:罗默的‘木星蚀’。
系统证明光速不变原理
 [18楼]  作者:杨升山  发表时间: 2007/04/05 15:53 

回复:反驳
狭义相对论在解释每个问题时,往往换个方向就能解释通,这是因为他把两个矛盾的双方都放在一起了,就像我国古代的那个故事,把他的猫与他的盾相对抗,就不知哪个更有力。狭义相对论不能解释所谓光子就是证据。用波长与频率来解释光速就是如此。波的多普勒效应与波速不变就是矛盾的。至于麦-莫的光的干涉实验,用的是一束光,速度当然是相同的,光的反射相当于新光源的发射,这个新光源(虚光源)与原光源的方向是相反的,互相抵消后没有干涉条纹的移动也很正常。把这个实验改用频谱仪,就能发现地球的运动速度在光速中了。
 [19楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2022/04/02 17:56 

应该没有人证明了光速和光速不变。
 [20楼]  作者:刘振永  发表时间: 2022/04/27 06:59 

要证明光速不变错误很容易,而要证明其正确则并非易事。
 [21楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2022/04/27 08:42 

我思考下来,没有光。当然也没有光速的概念,更没有光速不变的概念。
 [22楼]  作者:否定相对论  发表时间: 2022/06/07 13:43 

光速不变的实质就是光在介质中的传播速度是个固定值,不同的介质有不同的传播速度。光的传播速度是由介质决定的。
 [23楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2022/06/07 13:43 

在一般场合说:“没有光”,都会被人围攻的,但我坚信没有光。
 [24楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2022/06/07 14:28 

对【23楼】说:

这是4月发的贴子居然出来了。

 

 [25楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2022/06/07 14:38 

我认为我已经找到了否定“光速不变”的方法(当然也是否定.....)。
我还需要一点时间。最好能再完成一个实验,进一步验证一下。看起来做这个实验并不容易,不是资金的问题,是场地和没有现成的仪器问题。还有,现在还缺少一位理想的帮手。
 [26楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2022/06/07 14:46 

对【22楼】说:

相对论引用的“光速不变公理”,不是你说的相对某一介质光速就相同。

 

 [27楼]  作者:王普霖  发表时间: 2022/06/07 19:47 

没有光,只能解释为没有一种叫光的特别的物质。光是物质有规则的运动的宏观表现,没有物质做载体,也没有所谓的光子。
 [28楼]  作者:王普霖  发表时间: 2022/06/07 19:50 

理解光应该和理解声波、水波一样,并没有声这个特殊物质,也没有波浪这种特殊物质。
 [29楼]  作者:王普霖  发表时间: 2022/06/07 19:52 

它们都是物质有序运动的宏观表现。
 [30楼]  作者:王普霖  发表时间: 2022/06/07 19:55 

有表现,也叫存在。存在不等于实在。只有物质是客观实在。

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