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es6,从声波运动规则研讨电磁波的运动规则,优酷

                作者:彭晓韬

             日期:2016年03月28日

[文章摘要]:人们对声波在空气、液体、固体物质(包含地壳)中的运动规矩有较全面的兴辉圈了解与知道,这些常识或许对研讨电磁波的运动规矩有重要的参阅含义。本文企图从此方面作些讨论,并得出一个有意思的定论:电磁波的运动速度很或许只相对发作或传递电磁波的介质中的原子核的运动速度稳定。而与介质存在相对运动的物体间的运动速度契合经典物理学中的速度叠加原理。这必定论可解决相对论光速不变原理所存在的缺点,也能很好地解说为什么不能用干与仪检测到光速改动的效应。一起,规划出了验证光速是否稳定不变的可行办法。供相关爱好者参阅。

一、声波的运动规矩及对电磁波运动规矩的类比性假定

声波在空气和液体中只能以纵波的办法传递能量;在固体物质中则能够以纵波和横波的办法传递能量;在两种介质分界面则还能够以面波的办法传递能量。在不同介质、不同压力和不同温度条件下,声波的传递速度也不相同。一起,在不同介质的分界面上,声波会发作反射波和透射波,也会发作传递速度的骤变。

声波在空气中的传递速度一般在330~370m/s,而人类现在制作的飞翔器在空气中的飞翔速度可达5倍音速,也便是1650~1850m/s,其速度远远超越声波在空气中的传递速度。尽管人工飞翔器能够数倍声速飞翔,但其发作的声波仍只能以每秒300多米的速度在空气中传递。而当人们在其他相对与空气有必定运动速度的运动物体中观测声波时,其运动速度则契合经典物理学的速度叠加原理。因而,咱们能够类比声波在空气中的传递规矩对电磁波的运动规矩作如下假定:

1、电磁波是由于电子相关于原子核的凤舞九天音乐工厂运动状况的改动而导致原子外部电磁场的改动所构成的一类波(也便是说:在电子相关于原子核的运动状况不变时,不发作电磁波)。因而,当咱们确定电场或磁场均是以光速C运动时,则电磁波也是以相对与发作电磁波的原子核以光速C运动;

2、当人们相对与发作电磁波的原子核停止或运动速度较小时,根本上可es6,从声波运动规矩研讨电磁波的运动规矩,优酷以确定电磁波的速度为光速C;但人们相对与发作电磁波的原子核的运动速度较大时,或许就不能疏忽由此导致对电磁波速度的影响了。也便是说:当人们相对与发作电磁波的原子核运动时,测得tamama二等兵的电磁波速度应该类似于在空气中运动时丈量声波速度相同,契合速度叠加原理。

3、电磁波在传递进程中,与发作电磁波的物体运动状况无关(就像超音速运动的飞翔物发作的声波速度与飞翔物的飞翔速度无关相同),只与传递介质有关。也便是说:在特定介质中的电磁波传递速度仅与该介质的性质有关。如:在空气中的速度根本接近在真空中的传递速度,但仍与空气的温度与压力有关;在玻璃等光导材猜中的传递速度则远低于在空气中的传递速度。但当电磁波从玻璃等光导材猜中再次进入空气中后,又当即康复到在空气中的传递速度。这是与粒子的运动规矩彻底不同的当地(依照能量和动量守恒原理,粒子不或许在两类物质的交界面忽然增速)。因而,电磁波尽管在某些条件下好像有类似于粒子的特征,但肯定不或许是粒子。如下图示:

依照几许光学制作的上图中能够清楚地发现:在平板玻璃折射率为1.6时,电磁波在玻璃内的运动速度应为(C/1.6),其频率更是下降为(v/1.62)。也便是说:透射波的频率和运动速度都比在空气中的小。按量子力学核算的电磁波能量=hv=mC2或动量=hv/C=mC,则在透射进程中也不契合能量和动量守衡规矩。为了满满文军前妻高晓莹图片足能量守稳规矩,咱们有必要假定在玻璃内的电磁波质量m为空气中的1.62倍或频率不发作改动。而在玻璃的另一侧,透射波射出玻璃后的出射波的频率又康复为入射时的频率了。这一进程也不契合能量与动量守稳规矩。

假如电磁波是粒子的话,入射波变为透射波进程中,粒子的速度由于玻璃密度大于空气,使其速度下降是能够了解的,但这类速度下降应该随运动间隔的添加而变得越来越低,而不该仅仅在两种不同介es6,从声波运动规矩研讨电磁波的运动规矩,优酷质的界面处发作速度骤变后,在介质内部速度又坚持稳定。特别是由透射波变为出射波的进程中,速度现已下降的粒子为什么一会儿又进步到本来入射时的速度了呢?又有哪种力气能使其瞬间加快到光速的呢?

二、电磁波或许的运动规矩剖析

1、肯定惯性系(簇)存在的或许性

上图为一单侧(左边)悬挂的高速旋转的陀螺,咱们假定陀螺的质量为M,质心坐落陀螺的中心,则右侧应该存在某种向上的力气(Mg/2)才干使其平稳地悬吊在空中。这种力一般都以为是由于陀螺高速旋转发作的坚持其运动状况的力矩的重量。

上图为假定坐落赤道上的、在0点时间为水平悬吊状况的陀螺在一天不一起刻的状况示意图羊驼狂欢节。也便是说:只要能长期坚持足够快的旋转速度,在0时间处于指向朝右水平悬吊状况的陀螺,在6时会处于指向朝上的悬吊状况,而到正午12时会处于指向朝左的悬吊状况,在18时会处于指向朝下的悬吊状况。他的指向不因地球的自转而改动,一直指向天空中某一特定的方向。因而人们很早就在航海中使用陀螺的这种特性进行定向。

那么咱们要问:陀螺坚持的指向究竟是在哪个惯性系中坚持不变的呢?是太阳、仍是银河系,或者是更高等级的所谓本星系等?这个惯性系为什么会这么特别呢?假如此惯性系即不是太阳、也不是银河系和本星系,那么,咱们根本上能够肯定地说:能让陀螺所指es6,从声波运动规矩研讨电磁波的运动规矩,优酷方向一直不变的惯性系应该是一种特别的惯性系,相对此惯性系无旋转量的惯性系都应具有此类性质

人工卫星中的地球同步卫星,即所谓停止卫星是指相对地球表面是停止不动的。在地球表面上的人来观测,它不契合经典物理规矩。在经典物理中,空中停止的物体受地球的引力会发作自由落体运动。只要以太阳为参照系时,才干发现地球每24小时自转一周,而停止卫星也环绕地球转一周。因而,核算卫星遭到的地球引力以及环绕地球飞翔的离心力都应以太阳作为参照系,而不能以地球作为参照系。但咱们知道,卫星实际上遭到地球的引力远强于太阳,因而对卫星的运动规矩的影响也应远大于太阳。但为什么不能以地球作为参照系来衡量卫星的运动规矩呢?咱们知道:地球在世界空间中的运动规矩首要遭到太阳的影响,而太阳的运动规矩又遭到银河系的影响,银河系的运动规矩遭到本星系的影响,......。那么,世界中应该存在一种或一类惯性系,对研讨世界中任何天体的运动规矩都适用。这一惯性系应该便是上面讲到的高速旋转的陀螺所一直指定的方向作外籍男模为一数轴,再用与其正交的别的两个数轴所构成的三维坐标系或与其作无旋转的平直、匀速运动的坐标系。这类坐标系或称作惯性系应该归类为肯定参照系簇(由一系奥术水晶哪里多列相对作匀速直线运动的坐标系构成)。咱们能够把这类参照系当作肯定惯性系用来衡量天体的运动规矩。

2、电磁波的发作和传递

从下图中咱们能够明晰地发现:原子发作或传递电磁波的进程便是电子环绕原子核运动状况改动的进程。在此进程中,由于电子的跃迁,导致本来坐落原子男人丁丁外部空间的电场强度为0的状况改动。也便是说:在电子被激起曾经和激起后以及释放出能量后,原子外部空间的电场强度均为0,但在电子跃迁进程中,原子外部空间的电场强度会跟着跃迁电子空间方位的改动而改动,这种改动的直接成果便是向原子的外部空间宣布或传递电磁波。

还有一种或许性,便是在原子吸收电磁波时,也便是下图中电子激起进程中也应该温州淘宝店东猝死工作存在电磁波的宣布,也或许便是电磁波反射构成的进程。由于此进程存在先吸收,再发射的进程,因而会呈现半波丢失的现象。

假如咱们以上的剖析正确的话,则能够这样以为:电磁波经过介质的传递与在真空中的传递是不同的在真空中传递时,仅与发射或最终一棒传递电磁波的介质有关。而在介质中的传递进程中,是由于介质中的原子中的电子因外来电磁波的扰动导致电子跃迁进程中,原子的外部空间电场发作改动构成的。在此进程中,电磁波或许发作吸收、反射、折射,乃至转化效果(即频率与相位均发作改动,就像咱们日常看到的相同,日光照耀在树叶上会反射出绿色光,照耀在花朵上会反射出鲜花的诱人颜色,这个进程中应当存在电磁波的转化,即植物将照耀在其上的电磁波转化成了不同频率的电磁波,与入射的电磁波频率彻底不同)。一起,其反es6,从声波运动规矩研讨电磁波的运动规矩,优酷射或透射再出射到空气中的电磁波运动速度与原子受其他效果自发的电磁波相同,仅相关于原子核速度稳定,与入射的电磁波速度无关。其理由是:电子跃迁进程中打破了原子本来的电场散布,这种散布的改动只与原子核的电场向外部传递的速度有关,与使电子跃迁的外来电磁波速度无关。这便是咱们上面讲到的:介质反射出的电磁波的速度相关于介质中反射电磁波的原子核速度是稳定的当丈量设备相对该原子核运动时,则测得的电磁波运动速度应满意速度叠加原理

三、使用电磁波运动规矩对现有观测试验成果的解说

咱们使用上述假定对迈克尔逊-莫雷试验进行剖析:

如上图示:光源宣布的光照耀到分光镜上分红二路,一路透射(实际上应该有两个进程,先透射到分光镜内部,再从分光镜出射)到反光镜M1,另一路反射到反光镜M2。在此进程中,分光镜的反射与透射都是经过分光镜完结的。那么依照咱们上面的描绘,自分光镜反射或透射后的光波速度关于分光镜是稳定的,与入射光的速度无关。那么上图中后续的核算就彻底是过错的。因而,本试验观测不到干与条纹的改动是当然的工作。

实际上,在上图中应该添加一个三棱分光镜,也便是用来挑选本试验中所需的特定频率的光源的设备。在此进程中,三棱镜现已把入射光波变为相对三棱分光镜作恒速运动的光波了。后续的分光镜和反光镜与该三棱镜是相对停止的,因而在整个试验中,光波的速度不再发作改动了。

经过以上剖析,咱们能够得出:使用干与仪在某一特定空间方位上检测光速的改动是不行行的。要丈量光的速度是否与发光光源的运动有关,只能采纳其他办法。如直接丈量停止与运动光源宣布的光在特定间隔间的时差改动。假如间隔足够大,彻底能够断定光速与光源的运动速度究竟是否有联系。

四、对相对论光速不变原理的质疑

咱们假定在一列以速度V运动的高铁上对地上上的光源宣布的光进行速度丈量,如下图示:

咱们假定这辆列车以速度V匀速从左向右经过一个小车站,江州二院接近铁道旁的车站站台上有一每秒发光一次的灯不停地宣布脉冲光波,在车厢内等间隔放置三台记载仪(图中1、2、3的方位上)记载光脉冲抵达的时间,记载仪间隔L。一起在站台地上上坐落灯柱处和两边间隔es6,从声波运动规矩研讨电磁波的运动规矩,优酷L处也设置三台与列车上相同精度的记载仪(图中A、B、C的方位上)。并假定光波在空气中的传递速度为C。那么咱们来剖析理论上的地上与列车上各台记载仪记载到灯火脉冲的时间状况。

1、以地上站台作为参照系的状况下

1.1、经典物理学理论基础上

1.1.1、地上上各观测设备记载到的时间

假定时间为T0=0时间,坐落B点上的灯火黄征老婆宣布一个脉冲,此脉冲抵达各点的时间分号记为TA、TB、TC,则有:

TB=0/C=0

TA=TC=L/C

1.1.2、列车上各观测设备记载到的时间

假定时间T0=0时间,2号列车记载仪正好坐落灯柱处,则从地上惯性系来剖析,灯火抵达列车各记载仪的时间为:

T2=0/C=0

T1=L/(C+V)

T3=L/(C-V)抗组词

1.2、相对论物理学理论基础上

1.2.1、地上上各观测设备记载到的时间

由于观测设备与灯无相对运动,在此状况es6,从声波运动规矩研讨电磁波的运动规矩,优酷下,与上述的经典物理学状况共同。

1.2.2、列车上各观测设备记载到的时间

由于观测设备与灯存在相对运动,则观测设备地点参照系的时间与空间都按相对论的定论作批改。即观测设备地点参照系彭喜斌(也便是行进中的列车上)的时间变慢,沿列车运动方向的尺规变短,改动率为:f=(1-(V/C)21/2

T2=0/C=0

T1=fL/(C+V)

T3=fL/(C-V)

2、以行进的列车作为参照系的状况下

2.1、经典物徐茂公给罗成算卦理学理论基础上

2.1.1、列车上各观测设备记载到的时间

与上述以地上为参照系相同。

2.1.2、地上上各观测设备记载到的时间

与上述以地上为参照系相同。

2.2、相对论物理学理论基础上

2.2.1、列车上各观测设备记载到的时间

T2=0/C=0

T1=T3=L/C

2.2.2、地上上各观测设备记载到的时间

TB=0/C=0

TA=TC=fL/C

3、从以上剖析能够发现:依据经典物理学理论宣震新浪博客,在地上上猜测列车上1号和3号方位上的记载仪的时间与在列车上猜测是共同的,即:T1与T3存在es6,从声波运动规矩研讨电磁波的运动规矩,优酷时差,便是在地上上按相对论理论对其进行校对,T1与T3仍存在时差;但使用相对论理论的猜测成果则不同,在地上上T1与T3存在时差,但在列车上就不存在时差了。

那么,客观上究竟列车上1号和3号方位上的计时器是像相对论以为那样,在地上以为不持平,而在列车上就持平了呢?仍是像经典物理学以为的存在不同呢?这两种猜测办法的三种定论只能有一个是正确的。

4、从地理观测可知,电磁波发作源与丈量设备间存在相对运动时,观测到的电磁波的频率会发作改动。当电磁波发作源与丈量设备相背运动时,电磁波的频率会下降,即呈现所谓的红移;而当电磁波发作源与丈量设备相向运动时,电磁波的频率会进步,即呈现所谓的蓝移。而电磁波的速度等于其频率与波长的积,即:

C=* (式中:C为光速,为频率,为波长)

4.1、电磁波发作源与丈量设备相背运动时,咱们假定电磁波发作源宣布的电磁波频率为0,而波长为0,测司建滨量设备与电磁波发作源间的相对运动速度为V,丈量设备测得的频率为,波长为。则有:

△=0->0

0*0=C>*0

为了坚持光速稳定,则此刻必要要求丈量设备处的波长要大于0

4.2、电磁波发作源与丈量设备相向运动时,则有:

△=0-<0

0*0=C<*0

为了坚持光速稳定,则此刻必要要求丈量设备处的波长要小于0

4.3、当咱们回到上面的列车丈量体系中来,也便是1号记载仪与灯相向运动,而3号记载仪与灯相背运动的状况下,假如为满意相对论光速稳定理论,则1号记载仪一侧的频率进步但波长应变短,而3号记载仪一侧的频率下降但波长应变长。

假如咱们把灯火波长的必定倍数(如一百万倍)作为一把规范尺规,那么为了保证在列车上光速稳定,就会呈现一个对立:在地上上两把别离向左、右方向运动的持平的尺规,在列车上有必要是不持平的,而原因仅是由于丈量设备相对光源的运动方向不同罢了。但咱们知道,经过必定的时间,1号记载仪也会运动到3号记载仪的一侧,咱们总不能又要求1号记载仪不能用本来的尺规,有必要用新的尺规吧。这样不是把尺规当成可随意弹性的非规了吗?也便是说,在列车上的长度单位因地而异了。这当然不契合客观现实规矩。

从以上剖析可知,光速在任何参照系中都是稳定的假定是存在问题的。而本文所提出的观念就不会存在此类问题。

五、查验光速是否稳定的办法与试验计划

依照以上对经典物理学和相对论理论各种条件下记载仪记载时间的核算公式,能够规划出多种验证光速是否稳定的办法。首要我福清市闽剧一团全本们再对以上核算办法进行回忆,并剖析试验办法和完成途径:

1、地上上核算的列车上1号和3号记载仪的时间

1.1、经典物理学条件下

T1=L/(C+V)

T3=L/(C-V)

△T13= T3-T1=2LV/(C2-V2

1.2、相对论理论条件下

T1=fL/(C+V)

T3=fL/(C-V)

△T13=T3-T1=2fLV/(C2-V2

2、列车上核算的列车上1号和3号记载仪的时间

1.1、经典物理学条件下

T1=L/(C+V)

T3=L/(C-V)

△T13=T3-T1=2LV/(C2-V2

1.2、相对论理论条件下

T1=L/C

T3=L/C

△T13=T3-T1=0

3、从以上四种条件下的核算公式剖析,影响列车上1号和3号记载仪所记载的时间的参数有光速C、列车运动速度V、光源发光时间与记载仪间的间隔L,以及相对论因子f。

在一般条件下,V远小于C,现在人工卫星的飞翔速度一般在30公里/秒以内,仅为光速的万分之一以内。按30公里/秒核算,f=0.99999999995。因而,使用人工卫星分辩经典物理学与相对论核算结算究竟哪一个正确的难度较大。

咱们把V/(C2-V2)记为F(v),即:F(v)=V/(C2-V2

则V=30km/s时,F(30)=0.000000000333333336666667=3.333 10-10

要保证△T13抵达现在人类的计时精度并削除丈量误差,则一般需抵达纳秒级,即10-9秒,则L有必要抵达10公里级。也便是说,假如用咱们以上想象的列车来做试验,则即使是列车的运转速度抵达30公里/秒(在地球上完成的时机不大),也需要使列车上的三台记载的间隔达10公里以上(在地球上完成的难度也很大)。

经过以上剖析,咱们得snidel怎样读到的定论是:在现在人类所把握的技能条件下,使用人工飞翔slidey器进行光速是否稳定验证的难度很大。但跟着人类计时技能的开展,当计时精度抵达0.001纳秒级时,使用高铁进行验证将成为或许。

咱们能够选用丈量不同天体发作的电磁波(最好是脉冲星或光变星)来验证其速度是否稳定。详细想象是:

在两个间隔在百公里级的地理台和其中点上各设置一台天体电磁波观测设备,并将接纳的信息用相同的办法传递到此两地理台间的中点方位上的记载设备上,以构成一套类似于列车上的三个记载仪的丈量体系。选用坐落两地理台中点上的人工电磁波对该丈量体系进行校准以消除因两个地理台的观测设备和信息传递进程中或许呈现的延时。体系经校准后,再一起对准两地理台的延长线一侧的特定天体进行观测。

依照现在人类对世界的认知,世界中存在许多以高速远离地球的脉冲星或光变星,一般相对地球的视速度均在每秒百公里级以上。假如这种定论是正确的,则上述观测体系应该能经过对同一天体某一特定电磁波信号抵达两地理台的时间差核算出该天体的电磁波传递速度是否稳定。假如经过对不同类型、不同间隔的天体进行观测,一切天体的电磁波传递速度相同,则可证明相对论的光速不变原理是正确的。

按以上核算办法,假定天体相对地球的退行视速度为100公里/秒,则:

F(100)=0.00000000111111123456791=1.11110-9

当两个地理台的间隔为100公里,同一天体的同一电磁信息抵达两地理台的时间差为:

经典物理条件下:T=100/(C-100)

相对论条件下:T=100/C

两种理论间存在的时间差:△T=T-T=100/(C-100)-100/C

=0.000000111148S=111.48 nS

以上核算成果表明:在光源相对丈量体系的运动速度为100公里/秒、两丈量点间隔为100公里时,经典物理学与相对论条件下核算的时差在111纳秒左右,跟着光源相对丈量体系运动速度的进步或观测点间隔的加大,时差也会随之加大。从现有对时间的丈量精度而言,彻底能够分辩出光速是否与光源的运动速度有关。

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