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[电磁,单向,光速] 感谢《科学智慧火花》给贴出:“斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性”
真空: vacuum
斐索: Armand-Hippolyte-Louis Fizeau, 1819-09-23 ~ 1896-09-18, 76
光速不变原理: postulate of constant speed of light
以太: ether
狭义相对论验证: special relativity verification
迈克尔逊-莫雷实验: Michelson-Morley experiment
核心:
用间断的“脉冲光”,代替 Fizeau 实验的连续光;
用“光电效应”等客观方法,进行光强检测。
“脉冲光”可以采用压电晶体遮挡连续光得到。
一、单向(单程)光速测量的重要意义
1.1 光速不变原理/postulate of constant speed of light
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=59586&Type=bkzyb&SubID=62037
光在真空中总是以恒定的速度传播,且与光源的运动状态无关。
光速不变原理的内容包含:①真空光速与光源的运动速度和加速度无关,而且也与在哪个惯性系(惯性观测者)测量无关。②真空光速与光的频率无关(即光在真空中无色散)。③真空光速与光的传播方向无关(即单向光速各向同性)。
由于同时性定义和测量单向速度互为前提,所以原则上说单向速度(包括单向光速)是无法用实验独立测量的,除非能发现某种绝对的对钟方法(如找到瞬时传播信号等)。因此单向光速的各向同性只是一个不能用实验直接证明的科学假定。
1.2 2022-01-20,坐标时和固有时/coordinate time and proper time
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=59593&Type=bkzyb&SubID=62038
由同一只标准时钟记录的时间(间隔)称为固有时(间隔);放在不同地点的两只标准时钟记录的时间之间的差值称为坐标时(间隔)。
物理时间(指实际直接测量的时间)对应于固有时,而坐标时与同时性定义相关。
1.3 2024-05-16,光速/velocity of light
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=156845&Type=bkzyb&SubID=95643
1849年,法国物理学家A.H.L.斐索用旋转齿轮的方法,
1926年,美国实验物理学家A.A.迈克耳孙用旋转镜法改进了斐索实验,他用了一个八面体的转镜,
1952年,英国实验物理学家K.D.弗罗姆用微波干涉仪法测量光速值,
1972年,美国标准局的K.M.埃文森等人采用直接测量激光频率和真空波长值的方法,用两者的乘积得出真空中光速值,
二、感谢《科学智慧火花》给贴出:“斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性”
斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性
杨正瓴,2024-09-27 21:28
中国科学院,科学智慧火花
https://idea.cas.cn/zhhh/sxwlhxytw/wlx/info/2024/551076.html
感谢《科学智慧火花》给贴出:“斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性”!
同时感谢《科学网》!
三、无比困惑
历史上某些测量光速的实验,例如使用克尔盒法(Kerr Cell)的一些方法,离“脉冲光+斐索齿轮法”之类的“单向(单程)光速”测量原理,已经很近了。
为什么他们没有去测量“单向(单程)光速”,至少没有强调是对“单向(单程)光速”的测量?
是不是那些时候的“单向(单程)光速”测量,意义还不像现在这样重要?
参考资料:
[1] 2024-05-16,光速/velocity of light/沈乃澂,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=156845&Type=bkzyb&SubID=95643
1849年,法国物理学家A.H.L.斐索用旋转齿轮的方法,
1926年,美国实验物理学家A.A.迈克耳孙用旋转镜法改进了斐索实验,他用了一个八面体的转镜,
1952年,英国实验物理学家K.D.弗罗姆用微波干涉仪法测量光速值,
1972年,美国标准局的K.M.埃文森等人采用直接测量激光频率和真空波长值的方法,用两者的乘积得出真空中光速值,
[2] 2022-06-09,光速不变原理/postulate of constant speed of light/张元仲,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=59586&Type=bkzyb&SubID=62037
[3] 2023-09-08,狭义相对论验证/special relativity verification/张元仲,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=438956&Type=bkzyb&SubID=198015
还要说明一点,现有的实验(包括迈克耳孙莫雷实验)并没有证明光速是否同方向无关。引入光速同方向无关的假定是为了定义不同地点的事件的同时性,在没有其他方法确定这种同时性之前,光速是否同方向无关是无法用实验判断的。
[4] 2022-01-20,坐标时和固有时/coordinate time and proper time/张元仲,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=59593&Type=bkzyb&SubID=62038
由同一只标准时钟记录的时间(间隔)称为固有时(间隔);放在不同地点的两只标准时钟记录的时间之间的差值称为坐标时(间隔)。
物理时间(指实际直接测量的时间)对应于固有时,而坐标时与同时性定义相关。
[5] 2023-10-12,地球自转/Earth's rotation/闫昊明,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=152079&Type=bkzyb&SubID=111853
如果以太阳为参照物(24小时),地球在太空中会旋转360°59′;如果以恒星为参照物,地球在太空中旋转一周(360°),用时23小时56分4.099秒;
在赤道区域,地球自转的线速度约为463米/秒。
主要原因
有潮汐摩擦,冰川均衡调整,核幔耦合,环境和海面变化、地震以及板块运动等。其中最主要的原因,可能是发生在浅海地区的潮汐摩擦。
[6] 2023-03-14,地球空间运动/motion of the Earth in space/李竞,胡寿村,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=567526&Type=bkzyb&SubID=157242
地球公转轨道也有变化。此外,地球还有随同太阳在星际空间和在银河系内的空间运动。
地球公转轨道的变化
地球绕太阳公转椭圆轨道也有变化,但近几百万年到几亿年是相当稳定的,影响地球气候变化的主要是轨道偏心率(目前为0.0167)变化,过去1亿年的变化范围为0.0669~0.0001。过去的1500万年,偏心率变化的重要周期有40.5万年、12.4万年和9.5万年。
现已测定,太阳相对邻近恒星的运动速度为每秒19.7千米。
太阳和太阳系所在的天区,银河系的自转线速度约为每秒220千米,自转周期为2.4亿年(可谓之“银河年”)。
[7] 2023-02-17,月球空间运动/motion of the Moon in space/李广宇,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=567584&Type=bkzyb&SubID=157245
[8] 2023-02-17,行星空间运动/space motion of planet/李广宇,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=567602&Type=bkzyb&SubID=157236
行星追随太阳以220千米/秒的高速围绕银河系中心运动,约2.5亿年走过一周。与此同时还有一种约20千米/秒,振幅约500光年的上下起伏运动,每转过一周起伏两到三次。银河系又带着太阳系在本星系群中以300千米/秒的速度运动。本星系群相对于宇宙微波背景运动的速度则达30000千米/秒。
[9] 2022-01-20,恒星的空间运动/space motion of stars/李宗伟,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=66082&Type=bkzyb&SubID=87439
太阳附近恒星的空间运动速度约为50千米/秒。实际上,太阳也在空间运动着。太阳对邻近恒星的空间运动速度约为19.7千米/秒,
[10] 2022-12-23,时间的测量/measurement of time/沈乃澂,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215178&Type=bkzyb&SubID=61863
[11] 2022-01-20,时间频率测量/time and frequency measurements/毛瑞达,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=94515&Type=bkzyb&SubID=100498
[12] 沈乃澂. 真空中光速的精密测量——长度单位米定义的基础[J]. 物理, 2016, 45(12): 790-797.
doi: 10.7693/wl20161206
https://wuli.iphy.ac.cn/article/doi/10.7693/wl20161206
[13] J. W. Beams. A Review of The Use of Kerr Cells For The Measurement of Time Intervals And The Production of Flashes of Light [J]. Review of Scientific Instruments, 1930, 1: 780–793
doi: 10.1063/1.1748668
https://pubs.aip.org/aip/rsi/article/1/12/780/284677/A-REVIEW-OF-THE-USE-OF-KERR-CELLS-FOR-THE
相关链接:
[1] 2024-08-07,[请教,讨论] 电磁学的实验再检验(18):“真空中单向光速”的直接测量(一)
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445525.html
[2] 2024-08-08,[请教,讨论] 双齿轮:“真空中单向光速”的直接测量(二)
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445670.html
[3] 2024-08-05,[请教,讨论] 电磁学的实验再检验(17):“真空中单向光速不变”可以直接测量吗?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445222.html
[4] 2024-03-13,[请教] 光速测量:当前最精确、最权威的方法是哪几个?最常用方法有哪些?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1425220.html
[5] 2024-03-11,[请教] “狭义相对性原理”、“光速不变原理”的最权威、最主流表述
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1424918.html
[6] 2024-10-13,[遥相关] 感谢《科学智慧火花》给贴出:季风是一种特殊的“大气遥相关”
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1455123.html
[7] 2024-09-26,[感谢] “科学智慧火花”栏目“2024年度热心网友”纪念品
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1452845.html
[8] 2024-09-20,庆祝中国科学院《科学智慧火花》专栏全新改版升级上线
https://idea.cas.cn/
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1452001.html
[9] 2024-06-26,[自然运算] 感谢《科学智慧火花》给贴出:用光做“算术加法”和“逻辑与”运算、用“压电效应”做数学运算 2 文
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1439870.html
[10] 2018-08-31,感谢中国科学院科学智慧火花贴出《慎用“机器学习中的数据预处理:缩放和中心化”》
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1132083.html
[11] 2016-10-01,国庆节快乐![请教] “科学智慧火花”的英译
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1006160.html
[12] 2023-07-14,“电磁学的实验再检验”:经典电磁学实验当代再检验的起因、意义要点
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395251.html
[13] 2023-10-26,[最主流,实体的物理实验波形] “费曼电容器充电”的电压波形观察
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1407363.html
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