关于光学物理运动的讨论
作者:leizhang1964323@163.com       2010/8/30
    雷双群 河北隆尧一中055350

    从1905年至今,物理发展中的运动理论以相对论为基础,既没有逻辑论证,也没有实例反证。我们从以下观点,假设它的对立理论成立,若得到无解,则可论证理论成立。

    一、光子基本理论

    正方:1、光子无静质量,有动质量。2、光速不变原理。(在所有的惯性系中)。3、光子的起点是惯性系中的光源。

    反方:1、光子无质量。2、光速在均匀的空间内不变。3、光子的起点是空间单元点。

    论证:在陆地上有两端点及中点,观测者在中点,两端点同时发出光脉冲,结论是光子不同时到达中点,理由是:

    有很多的观测者(例如在轮船上;轮船上的火车上,火车的汽车上,它们以不同速度沿同一方向运行),这些观测者都得到不同时(相对论)到达中点;又同时(以为自己是在陆地上)到达中点。

    二、 正方:承认光行差

    反方:不承认光行差

    论证:地球为运动的行星,又有自转,光行差理论只考虑了公转速度,其它因素皆舍去。它是一个近似的结果,不是严格的准确值,不能当成理论来对待。试问:
在金星上,水星上存在光行差吗?是多少呢?太阳也在运动,那么在太阳上存在吗?

    回答是运动的星体上都存在光行差,那么它是本动速度的光行差。显然地球的运动速度应改为250公里/秒以上的数值,这就不符合观测。再者如果望远镜的筒长加大的话,那么星体的自传、纬度等因素都的考虑。

    三、正方:承认迈克耳孙——莫雷实验。

    反方:实验是错误的。

    1、弹球实验。

    地表观测者A与一定航速v的轮船上观测者B,若B用弹球沿垂直于航速的方向使弹球来回运动,这时观测者A对B论:

    弹球来回运动是走的折线ADB,观测者B到的弹球是来回运动BEB,但它明白自己处在运动之中,B观测到的弹球轨迹如果与自己相对于A的运动速度合成与A观测到的一致。

    在经典力学中,观测者A的本动速度不知,而B的本动速度也不知,只知道的是相对速度,我们把物体在空间的运行速度称为本动速度。这样,折线的两端点的距离是由本动速度决定的,弹球在空间的运动是弹球本动速度的运动路线为OCB。如图所示:

    2如图所示:

    2、A、B是观测者,S是光源。B有一面折射45°的面镜,且B向光源匀速运动。当B运行到C时,A观测到光线为一斜线CE,B观测到的是斜线呢,还是直线呢?

    B观测到的是斜线而不同直线,理由有2:

    (1)光速不变,A、B观测都是斜线,只不过斜率不同。

    (2)A、B没有相对运动且同时发光,ABE位置时光子到E点, ACD位置时光子到D点,假设B运动到C点,那么光子应在ED线段上,则光子方向为CE方向而不是BD方向。这说明B观测的光线沿CD方向是错误的。

    3、实验本质

    (1)在实验过程中,明暗花纹是仪器不精密造成的,若一束光沿垂直方向行进距离很大时,反射镜发生位移而不能反射,只有一束到目镜而没有干涉。

    (2)若反射距离很小时(若距离为11米时)光速已很大,用时很短,故可反射回来。

    而时间的差 △t = t1-t2

    △t ′= t′1-t′2

    当l1与l2相等时,△t = △t′

    而在运算过程中出现了△=△t --- △t′

    又出现了时间差的差,这是什么?

    若l1=l2 = 1光年,在太阳上做实验 V= 250,结论是多少倍呢?还能是0.4倍吗?

    (3)当整个仪器转动90°时,光子来回用时是多少?

    转动的时间是多少?

    代入一个试试:t1 =

    取C= 3×108 V=3×104

    得:t1 = 7.33×10-8 在这时间内 ,若将观测仪器转动90°,旋臂为11米,那么旋臂的 端点的 速度应是

    V = 1.7×109

    它已超光速了。转动的过程是很慢的,它就象是慢镜头那样,在目镜中观测的都是一样的结果。

    (4)在仪器转动中,光子进入实验装置到目镜,因时间很短,观测的结果没有变化。就像水库放水一样,当水库有一闸门放水为130m3/t,另一闸门5分钟后放水100 m3/t,那么5分钟后放水量为230m3/t不变。

    四、正方:承认洛仑兹变换

    反方:变换是错误的

    前提条件:时空均匀,光速不变。

    论证:(1)观测者观测一个事件的运动,用一个坐标系。 两个观测者观测同一个事件的运动,用2个坐标系,存在坐标变换。

    (2)当X’ = 0时,指的是两个观测者在O与O’的重合点时,去观测一个事件发生,而这个事件是以速度V与O’坐标系一起运动。

    (3)当X = Ct , X’ = Ct’ 时是两个观测者在O与O’的重合点时同时发出光脉冲,光子以速度C运动。

    这就是说:在变换中“事件发生”的速度是什么?由上可以看出,在当X’ = 0时是一个低速事件,当X = Ct , X’ = Ct’ 时是一个光速事件,在推到过程中是低速还是光速,方程能否联立?速度是V还是C?显然两个观测者无法判定。在坐标变换中只能观测同一个事件,高速和低速的两个事件是不能联立的。

    (4)当O与O’重合时发射光脉中,当O与O’没有相对运动,O与O’观测者认为在X(X’)方向上有一光子。当O与O’有相对运动,在X(X’)方向上也只有一光子。

    X= Ct (x’ = ct’ )

    若O’以V运动,经过几秒后,这个光子在 x = ct ,X’ = ct’

    变换的目的是什么?是下面的等式吗?

    X = Vt + x’

    而它是不相等的

    (4)新的观点认为,当O与O’重合时发射光脉冲,O与O’的相对速度为v,假设O的本动速度为V,速度v、V都沿X正方向。

    则:坐标原点O为光标中点,O与O’都运动到正半轴上去,且存在x2+y2+z2=c2t2,且x1 = x2+vt

    五、正方:速度变换成立

    反方:不成立

    论证:已知条件是 X = ct , X’ = ct

    而在推导中出现了dx/dt=u dx′/dt′=u ′也就是说,c =u=u ′ , 这是概念偷换。

    六、正方:尺缩钟慢

    反方:不成立

    由公式x′=(x—vt)/√1—v2/c2 , t′=(t—v/c2)/ √1—v2/c2,将X = ct , X’ = ct 代入,得:

    X’ =x√(c—v)/(c+v) , t′=t√(c—v)/(c+v)

    显然这个公式组说明在两个坐标系中的变换,不需要再去推到。而推到的 过程又是错误的。

    在推到过程中,△x=x2—x1,同时测量,△t=0

    它指的是光子从坐标原点到x2.x1的时间差,怎么会是零呢。

    

    2010.8.28