驴速不变相对论

迈克尔逊一莫雷实验得到光速不变，爱因斯坦依次创立狭义相对论。雷同的实验：驴速不变实验。采用爱因斯坦雷同思路，建立驴速不变相对论。     

与工科生谈谈怎样认识"狭义相对论"

大学工科<普通物理学>"狭义相对论基础"这一章,是近代物理学这部分知识的重点和难点.根据多年的教学经验,对迈克尔逊-莫雷实验进行了进一步的阐述,为使学生对光速不变原理有更深理解;对时间延缓效应公式△t=τ/√1-(v/c)2进行了讨论,引导学生从实验的角度认识到时间延缓的客观性,从而牢固树立起狭义相对论的时空观;最后,从动力学方面进一步对牛顿运动定律与狭义相对论进行了比较,以帮助学生更全面地认识狭义相对论.     

空间的特性

著名的迈克尔逊-莫雷实验是20世纪最为著名的科学实验,迈克尔逊还为此获得了诺贝尔物理奖。爱因斯坦以之为基础建立了相对论。迈克尔逊——莫雷实验能证明：光速不变。光速在真空中的不变值,不管能量是多少都是v=3×108m/s,在这里特别是关于光子的概念。在能量的的传递过程中提到量子化,通俗的说就是一份一份的,在这些问题中我们都认为能量就应该是这样的,而和空间没有太大的关系。其实能量的传递应该是连续的,可为什么有量子化,就是因为空间不是连续的。我们可以通过一个例子来说明空间的这种特性：多米诺骨牌,设想一下有很多都米诺骨牌排成一条线,在一端碰一下,骨牌会一个接一个倒下去传递的速度完全由骨牌的距离和骨牌的特性有关,和最初的力量好像关系不大,所以存在光速的那个特定值而存在,但是能量在传递的过程中每一块多米诺骨牌都会起到阻挡的作用,会把能量留在空间的空隙里（暗能量）。想一想光子从太阳到地球长达500秒的传播路程,到达地球时每个光子的能量还不变。光子的能量：E=hγ,h是普朗克常数h=6.626×10^-24j/s。这种现象只有像多米诺骨牌那样的传递方式才能出现。     

狭义相对论中的可变换假设与极限速率

指出了狭义相对论中除了相对性原理和光速不变原理之外隐含的一条重要假设———可变换假设.证明了可变换假设与极限速率假设的等价性,从而说明了“光速是极限速率”是狭义相对论的假设,而不是狭义相对论的结论,并且这个假设没有得到可信的实验证明.     

关于光速不变性的实验基础的一点讨论

从实验角度看,光速不变性应从下列几个方面加以检验:1.光速与惯性参考系的选择无关;2.光速与光源运动状态无关;3.光速与传播距离(或传播时间)无关。第一种意义下的不变性有较多的实验基础,从经典的迈克尔逊—莫雷实验以来,不断有人进行新的实验验证。例如,Jaseja等采用氦氖气体激光光源所做的实验,其基本原理和迈克尔逊—莫雷实驗类似,但精度提高了两个数量级。Champeney等应用穆斯保尔效应,精度又提高一个数量级,实验表明,相对于地球参考系来说,光速的各向异性最多不超过5米/秒。     

相对性原理_罗_人七_兹变换与不变速度

在相对论前,罗仑兹变换是一个理论,用于解释迈克尔逊、莫莱实验的否定的结果——光速不随惯性系的转换而改变.相对论建立以后,情形反过来,光速不变的实验事实成为导出罗仑兹变换的依据.爱因斯坦的功绩在于,从时空理论的高度着眼,推广伽利略力学相对性原理到包括电磁现象,把光速不变和相对性原理结合起来.可是,它们之间的关系究竟怎样,很少认真考查过.下面的讨论结果表明:仅仅是运动学的相对性原理,加上时空的均匀性、空间的各向同性,就足以导出罗仑兹变换或者伽利略变换,二者必居其一.而在前一场合,有限的、不变速度的存在为必然结论.迈克尔逊、莫莱实验可以看作是一种判定性实验,判定我们的时、空连续体属于罗仑兹变换而不属伽利略变换;同时,证验光速即不变速度.     

光速问题综合分析

本文针对光速不变假设面临的问题,提出对光速问题进行重新考查。依据真空不空的观点提出了"类以太假说",以基本力分析为基础,探讨了类以太的作用特点与运动特性,论述了类以太对光速的作用影响,解释了历史上的光速实验,探讨了光速可变与超光速的检验方向,提出了相应的实验方法。希望以此促进光速问题的研究与解决,推动对相对论的再认识与再考查。     

关于洛仑兹变换为线性变换的证明方法的讨论

洛仑兹变换是线性变换。以往对此结论的证明都是根据时空均匀性的假设,而没有用到狭义相对论本身的两个基本假设—狭义相对性原理和光速不变原理。本文将仅从狭义相对论的两个基本假设出发来推证洛仑兹变换必为线性变换。同时指出,对于证明洛仑兹变换为线性变换来说,狭义相对论的两个基本假设已够,不需要再引入其他的假设了。     

关于"狭义相对论"建立的历史背景的教学

从迈克尔逊—莫雷实验结果的解释——牵引假说、洛伦兹电子理论,彭加勒的狭义相对论思想以及爱因斯坦的狭义相对论思想三个方面,阐述了狭义相对论建立的历史背景,以及在此过程中物理学家所做出的重要贡献,再现了历史上物理学家探索狭义相对论的艰辛历程,以此来激发学生的学习兴趣,培养学生的探索和创新能力.     

狭义相对论的滑落悖论及其解决方案

本文阐明,在狭义相对论中,存在滑落悖论,它揭示了狭义相对论单纯强调运动的相对性而否定运动的绝对性所导致的深刻的逻辑矛盾.如果承认存在绝对参考系,按斐兹杰惹一洛伦兹长度收缩效应和洛奇一洛伦兹时间延缓效应,就可以消除滑落悖论,以绝对参考系原理和回路平均光速不变原理为基本假设所建立的标准时空论,逻辑严谨,符合迄今为止的所有观察实验事实,并且将斐兹杰惹一洛伦兹长度收缩效应和洛奇-洛伦兹时间延缓效应,包含在自己的逻辑推论之中.在标准时空论中,不存在滑落悖论.     

追上光波会看到什么?──纪念爱因斯坦“第一个朴素的理想实验”一百周年

本文用相对论多普勒效应和振幅变换关系，讨论了追赶光波的理想实验，得出追上光波时会发现光波的频率和振幅皆为零，“看到”的是一片黑暗，文中还讨论了爱因斯坦的“第一个朴素的理想实验”对于创立狭义相对论的伟大功绩．     

光速可变理论及其相关问题

现有实验均未直接证实光速与方向无关这一论断,几个天文实验反倒证实了与其相反的结论。因此作为狭义相对论基础的光速不变原理是存疑的。在此前的论文中,笔者从对已有实验事实进行的理论分析证明光速是可变的。本文所要论述的是,若光速可变成立,由此将会引出一系列与此相关的问题与结论：相对性原理不是普适的、绝对运动是可以探测到的、光速是既变又不变、可以建立一种以光速定义的绝对坐标系等等。这样,长期存在的由于要求相对性原理与光速不变原理并存而形成的似是而非的困惑局面将得以消除,物理学将会得到一次解放。应指出．本文所述光速可变在概念上与目前报道的光速随时间而变的VSL理论及超光速理论有本质不同（并不排除存在此类现象的可能）,因为它涉及绝对坐标系这一更为根本的物理学问题。实验是检验真伪的唯一标准．建议国家主管部1＂3在论证的基础上组织人力、物力对笔者过去发表的单程光速、往返光速可变实验方法进行实验．以验证光速可变是否成立。     

钟慢效应计算新方法

引力势变动引起的钟慢效应称之为广义相对论效应,速度快慢引起的钟慢效应称之为狭义相对论效应,总的钟慢效应值是分别计算出的广义相对论效应值和狭义相对论效应值的代数和。如果涉及非惯性系,还要进行Saganc效应计算。目前使用的这种方法,计算非常复杂繁琐,道理晦涩难懂,逻辑自洽性也广受质疑.笔者采用了全新的方法,用改进后的能量转化与守恒定律,根据已知处的光速计算待求处的未知光速。大量的实验揭示：任意两处时间与频率的变化率等于该两处的光速变化率,即t^2/t1=c1/c2,f2/f1=c1/c2。笔者紧紧抓住光速变化这根线索,按图索骥地计算钟慢效应和频率变化,计算简单,道理清晰,逻辑自洽.本文选取了三个著名且可信度较高的实验进行验证,一个是GPS的钟慢效应,一个是GPS频率调制,再一个是机载原子钟环球飞行实验,结果理论计算值与资料公布的实验观测值全部高度吻合.     

光的惯性——关于狭义相对论观点的一个误解

分析了在狭义相对论理解上的一个错误观点,说明光具有惯性.基于光速不变原理和狭义相对性原理的速度合成法则及尺缩-钟慢效应,是一个统一自洽的整体.相对论的正确性是可靠的.     

使自由空间中光速变慢的研究进展

1905年Einstein发表了著名的狭义相对论( SR)文章,其中说光在真空中总以不变的速度传播。然而这个光速不变性原理一直缺乏可靠的实验证明,近年来的一些研究成果倒像是证伪了这一原理。例如,美国Maryland大学的物理学家James Franson于2014年6月发表论文引起物理界的广泛关注,文章宣称已可证明光速比过去所认为的值要慢。他的论据来源于对1987年超新星SN1987A的观测,当时在地球上检测到由爆发而来的光子和中微子,而光子比中微子晚到4.7h,过去对此现象人们只作了模糊的解释。 Franson认为这可能是由光子的真空极化造成的———光子分开为一个正电子和一个电子,在很短时间内又重组为光子。在引力势作用下,重组时粒子能量有微小改变,使速度变慢。粒子在飞经168000光年的过程中(从SN1987A到地球),这种不断发生的分合将造成光子晚到4.7h。另一个例子是,2015年1月英国Glasgow大学的Padgett研究组做到了使光的运行比真空中光速( c)要慢。他们使光子经过一个专用的散射结构物,波形被改变,从而速度变慢。令人惊奇的是,光子出来后(即回到自由空间)仍以减慢了的速度行进。Franson理论和Padgett小组实验损坏了真空中光速的恒值性,使c成为“不恒定的常数”,或“不常的常数”。这种情况妨害了SR理论及现行米定义的理论基础。另外,本文比较了1993年的SKC实验和2015年的空间结构化光子实验,前者以量子隧穿和消失波为基础,后者则改变光束的横向空间结构。二者都使用相关光子对,结果都显示光子群速的变化。如今或许可以终结关于光速不变原理的讨论。……在现代物理学中波粒二象性仍是难题,但新近研究对此有新的理解,与互补原理不同;故更宜于用波理论解释粒子实验。在Padgett小组实验中,无论Bessel波束或Gauss波束光子群速均减小,表现为在1m的实验距离上迟到若干微米。……最后,本文指出近年来的光速研究为波科学带来丰富体验,为理论思维造成新机会。     

普遍的质速关系和狭义相对论

依据相对性原理以及动量守恒和能量守恒定律, 无需利用光速不变假设和具体的时空变换关系证明相对论能量必须正比于相对论质量。通过建立和求解质速关系的微分方程, 自动给出极限速度vm, 并得到一种普遍适用的相对论质速关系。该质速关系既适用于具有静质量且运动速度小于极限速度的“慢子”, 又适用于不具有静质量且运动速度大于极限速度的“快子”以及运动速度等于极限速度的“常子”。在此基础上可确定运动学时空变换的广义洛伦兹变换公式以及动力学的质能关系和能量-动量关系, 从而建立一种更为普遍的狭义相对论理论。无论是否存在无静质量的“快子”和“常子”, 无论是否发现超光速现象, 新的相对论理论都是成立并自洽的。极限速度的具体取值可由实验测量确定, 若取vm=c , 就回到传统相对论的公式, 光速不变则成为相对论的一个推论。     

踏板式摩托车振动实验分析

通过对摩托车车架及发动机等部件的振动实验分析，找出引起车架共振的频率；分析发动机振源对车架振动的影响，使车架主要模态频率避开发动机转速范围。实验表明；车架鞍座部位垂直方向及手把处的振动主要是由共振因素造成的，鞍座部位其它两方向和踏板处的振动主要是发动机振动能量传的结果。为减少发动机振动能量传到踏板处，将摩托车踏板与车架的刚性焊接改为柔性连接；为避免车体在垂直方向产生共振，除采用增加刚度的方式提高车体固有上，还要在保证车架具有足够强度的前提下，适当减少车体刚度，使其固有频率降低至发动机工作转速之下，避免产生共振造成车体的强烈振动。     

On the measurement for the speed of gravity

Newton’s law of gravity is a theory of instantaneous action at a distance.However,Einstein’s general relativity states that the speed of gravity equals the speed of light,which is finite.Therefore,it is a worthy problem to discuss if Newton’s law of gravity needs modification,when studying and observing the gravitational tidal.In this paper,it is shown that the Newton’s law of gravity is fully applicable in the framework of general relativity.Based on the post-Newtonian approximation,we find that the observable effect for the speed of gravity is irrelevant to the velocity of a moving source,but it is dependent on its acceleration.In general,the effect of the speed of gravity is so weak that today’s any astronomical observations,including the sun tidal observations,can not confirm that the gravitational field travels at the speed of light.