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13465701349新蟲 (小有名氣)
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[交流]
各位老師朋友，請(qǐng)您交流一下慣性系內(nèi)光線傳播途徑問(wèn)題，謝謝（第二篇）
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第二篇，謝謝各位老師朋友的閱讀。 幾十年來(lái)，我做了很多實(shí)驗(yàn)，有些實(shí)驗(yàn)的難度很大。今天這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單，但是非常明確的驗(yàn)證了相對(duì)性假設(shè)問(wèn)題。 我先說(shuō)一下整體思路。這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要三個(gè)重要因素，第一，需要一個(gè)符合條件的車廂慣性系；第二，需要一個(gè)穩(wěn)定的光源；第三，需要極精密的觀測(cè)系統(tǒng)。其中最關(guān)鍵的，就是尋找一個(gè)符合條件的車廂慣性系。 理想的車廂慣性系需要什么條件呢？一，車廂空間要極大，二，車廂的速度要極大，三，車廂慣性系可以靜止，也可以做各種速度的勻速直線運(yùn)動(dòng)，方便比較光束傳播情況。 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我選擇地球作為理想的車廂慣性系，這是因?yàn)�，地球符合理想的車廂慣性系的三個(gè)條件。第一，地球空間極大，第二，地球運(yùn)動(dòng)速度極大，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)速度大約是30公里/秒。關(guān)鍵是要對(duì)地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析和利用，使之符合理想車廂慣性系的第三個(gè)條件，既可以有靜止?fàn)顟B(tài)，又能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行觀測(cè)比較。 圖31.略 地球圍繞太陽(yáng)自西向東公轉(zhuǎn)，在每段很短的路程中，可以看作是勻速直線運(yùn)動(dòng)，可以作為一個(gè)理想的車廂慣性系來(lái)研究。2.略3. 我之所以選擇地球作為慣性系，是因?yàn)榈厍蚬D(zhuǎn)速度很大，能夠在固定光源發(fā)出光束照射到''車廂頂板''的短暫時(shí)間內(nèi)，地球能夠走一段較大的距離，如果光束的照射光斑的位置有變化，就容易測(cè)量出來(lái)。也就是說(shuō)，地球在A點(diǎn)、B點(diǎn)和D點(diǎn)，固定光源垂直于X軸發(fā)出光束，如果光束都是按照幾何學(xué)的垂直方向傳播，照射光斑的位置不變，那么，相對(duì)性假設(shè)對(duì)光線傳播路徑的論述就是正確的 m m。否則，就是錯(cuò)誤的。 用一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的情景，可以描述相對(duì)性假設(shè)與我的假設(shè)的區(qū)別：一個(gè)固定不動(dòng)的手電筒，光束照射在南邊的墻壁上，愛因斯坦認(rèn)為，只要手電筒位置不變，這束光的照射光斑的位置也不會(huì)改變。我的假設(shè)完全相反，我認(rèn)為，雖然手電筒位置固定不動(dòng)，但是這束光照射光斑的位置是有變化的，因?yàn)榈厍蛟谶\(yùn)動(dòng)，把光束甩在后方了，只是變化非常微小，我們看不出變化。愛因斯坦認(rèn)為，地球是個(gè)慣性系，光束是隨著地球一起運(yùn)動(dòng)的，不會(huì)被地球甩在后面。我認(rèn)為，光束不受慣性系影響，光束沒有隨地球運(yùn)動(dòng)。這樣看來(lái)，相對(duì)論似乎更符合我們的生活常識(shí)。接下來(lái)就是做這個(gè)非常簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，區(qū)別只是把手電筒換成發(fā)光更穩(wěn)定的激光器而已。我希望通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證相對(duì)論的基礎(chǔ)是否正確。一百多年來(lái)，我們一直沒有做過(guò)這個(gè)重要的驗(yàn)證。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體方法是這樣的。地球在B點(diǎn)時(shí)和在D點(diǎn)時(shí)，在X軸上的速度都是30公里/秒，地球運(yùn)動(dòng)方向相反，如圖3。也就是說(shuō)，同一個(gè)地球，都是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小相同，只是方向不同。地球在B點(diǎn)時(shí)和D點(diǎn)時(shí)，固定光源垂直于運(yùn)動(dòng)方向發(fā)出光束，我們觀察光束的照射光斑的位置是否有變化。如果相對(duì)性假設(shè)是正確的，光束就會(huì)隨著地球慣性系一起運(yùn)動(dòng)，那么，地球在B點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，光束都是按照幾何學(xué)的垂直方向傳播，光源相當(dāng)于垂點(diǎn)，根據(jù)幾何學(xué)知識(shí)，通過(guò)垂點(diǎn)有且只有一條垂線，所以，地球在B點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，光源發(fā)出的光束路徑是重合的，光束的照射光斑位置就沒有任何變化。反之，如果激光器發(fā)出的光束不受地球慣性系影響，那么，地球在B點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)光源發(fā)出的光束就會(huì)落后于運(yùn)動(dòng)的地球，光束傳播路徑是不重合的，對(duì)應(yīng)的光斑位置就會(huì)不同。所以，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是觀察兩個(gè)光斑之間是否存在距離，并進(jìn)行測(cè)量。 相對(duì)論的相對(duì)性假設(shè)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?驗(yàn)證相對(duì)性假設(shè)的光線傳播路徑 實(shí)驗(yàn)器材與設(shè)施： 1. 地球 2. 一個(gè)激光發(fā)射器，功率200mW，發(fā)射波長(zhǎng)為650nm. 3. 一個(gè)凹面鏡，焦距6.5cm 4. 一個(gè)可以調(diào)節(jié)位置的屏幕。 5. 一所南北 長(zhǎng)度25米左右的實(shí)驗(yàn)房間。 實(shí)驗(yàn)步驟： 1.在南北長(zhǎng)度25米的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，安裝激光發(fā)射器。 2.激光器固定于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)北端，由北向南發(fā)射一束激光。射出光束的直徑為3mm，激光光斑顏色為紅色。 3.在實(shí)驗(yàn)室南端，距離激光發(fā)射器20米，固定一個(gè)凹面鏡。凹面鏡與激光光束呈45度角，斜對(duì)激光光束。激光光束照射于凹面鏡上，在凹面鏡面上形成一個(gè)照射光斑。 4.在距離凹面鏡適當(dāng)?shù)奈恢茫O(shè)置一個(gè)固定屏幕，光斑經(jīng)過(guò)凹面鏡反射以后，再投射到屏幕上。激光光斑經(jīng)過(guò)凹面鏡反射以后，投射到屏幕上的激光光斑的面積擴(kuò)大，調(diào)整屏幕與凹面鏡的距離，使屏幕上的光斑直徑擴(kuò)大到30cm。 5.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們相當(dāng)于設(shè)計(jì)了一個(gè)車廂高度20米的車廂慣性系，車廂慣性系的速度是30公里/秒。凹面鏡的作用是把光斑位置的微小變化進(jìn)行放大，方便觀察和測(cè)量。（字?jǐn)?shù)限制，寫不開了，謝謝） |
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