相对论歪曲了光速不变原理_论光_声在多普勒效应中的表现差异

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多普勒效应声音与光的频率变化的实验测量

多普勒效应声音与光的频率变化的实验测量

实验结论的讨论与解释
多普勒效应是波动现象中普遍存在的物理现象
无论是声音还是光波,只要存在相对运动或距离变化,都会产生多普勒效应。
多普勒效应在日常生活和科学研究中有广泛应用
例如,在医学领域中,多普勒超声心动图仪就是利用多普勒效应来测量心脏和血管中的血流速度;在天文学中,多普 勒效应被用来测量恒星和星系的运动速度。
声音多普勒效应实验数据的分析处理
频率分析
通过快速傅里叶变换(FFT)等方 法,将声音信号从时域转换到频 域,分析声音频率的变化情况。
多普勒频移计算
根据声音源和接收器的相对运动 速度,计算声音的多普勒频移量 ,并与实验数据进行对比。
结果可视化
利用图表等方式,将声音多普勒 效应的实验结果呈现出来,便于 观察和分析。
2. 打开声音源,产生稳定频 率的声音信号。
1. 将声音源和探测器固定在 移动平台上,并确保二者之
间的距离固定。
01
02
03
3. 启动移动平台,使声音源 和探测器之间产生相对运动

4. 使用探测器接收声音信号 ,并将其传输到分析仪中。
04
05
5. 分析仪记录声音信号的频 率变化,并绘制多普勒频移
曲线。
实验结果验证了多普勒效应的理论预测
通过对比实验数据和理论计算,可以发现实验结果与理论预测相符,从而验证了多普勒效应的正确性。
06
误差分析与改进建议
实验误差的来源分析
设备误差
01
实验设备如发射器、接收器和测量仪器的精度限制,可能导致
频率测量的不准确。
环境因素
02
环境中的声音、光线干扰以及温度和湿度的变化都可能对实验
光多普勒效应的测量方法与步骤

6087复件 光速不变原理是错误的

6087复件 光速不变原理是错误的

光速不变原理是错误的摘要:光速不变原理是错误的。

相对论是在错误的假设基础上产生的错误的理论。

本文提出了光速可变原理:光速是可以改变的。

根据光速可变原理,可以正确的解释光行差、光线弯曲、多普勒效应和引力红移等现象。

关健词:光速光速可变相对论光行差光线弯曲多普勒效应引力红移一、光速不变原理是错误的。

1、迈克尔逊——莫雷干涉实验不能证明光速是不变的。

迈克尔逊——莫雷干涉实验证明了“以太”是不存在的,但不能证明光速是不变的。

其实,只要用光相对于光源的速度不变的观点就能够很好的解释迈克尔逊——莫雷干涉实验的零结果。

在迈克尔逊——莫雷干涉实验里,光从电灯A射出,仪器装置电灯A、玻璃S0、平面镜M1、M2和镜筒T等都固定在地球上(如图1)。

图1由于光对于电灯A (光源)沿各个方向速度数值相等,都等于c 。

在使仪器装置旋转90°的前后,两个光束进入镜筒T 的时间差△t 和△t ′是一样的。

因此,在实验里观察到的干涉花纹形状不会改变。

所以,迈克尔逊——莫雷干涉实验只能证明“以太”是不存在的和光相对于光源的速度是不变的,但不能证明光相对于观测者的速度与光源的运动无关,也就是说,迈克尔逊——莫雷干涉实验不能证明光速是不变的。

2、从光源的发光机理看,光速是可以改变的。

光是一种电磁波,它是从光源的原子(或分子)激发辐射的光子。

相对于光源来说,光的的速度是不变的。

但是当光源处于运动状态时(相对于观测者),光的速度(相对于观测者)会不会改变呢?也就是说光源的速度会M 1A不会迭加在光速上呢?如果说光源的的速度不能迭加在光速上,那么,有什么理由呢?其实,根本就不存在这种理由!如果光相对于观测者的速度是不变的,那么,光相对于光源的速度岂不是变化的?当光源远离观测者运动时,光相对于光源的速度增大;当光源靠近观测者运动时,光相对于光源的速度减小。

如果光相对于光源和观测者的速度都是不变的,那么,就意味着光的速度是可以随意改变的。

多普勒效应及应用

多普勒效应及应用

物理学应用介绍
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物理学
第五版
多普勒效应及应用
例 一辆救护车以 25 m·s-1 的速度在静 止的空气中行驶,假设车上鸣笛的频率为 800 Hz ,求:静止站在路边的人听到救护 车驶近和离去时的鸣笛声波的频率. (设空气中声速 330 m·s-1 . )
vs 25 m s-1
800 Hz
物理学应用介绍
来的无线电波的频率,就可以分析出风、雨、
雪花的运动情况.利用多普勒效应,可以确定
风暴是不是向这个方向刮来,并且能判定速
度的大小.
物理学应用介绍
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位置能够取得观测光的多普勒效应的最佳效果.因此, 人们把光的多普勒效应称为多普勒-斐索效应.
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多 普 勒
斐 索 效 应
物理学应用介绍
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物理学
第五版
多普勒效应及应用
应用之四:监测车辆的速度 (电磁波的多普勒效应)
公路上用于监测车辆速度的监测器,由微 波雷达发射器、探测器及数据处理系统等组成.
可以设想,当监测雷达发射频率为 0的 微波被速度 v 向其运动的车辆所接收后,微 波频率变化为 ,即
b为介质中的波长:
b u /b b
u
S
v0 P
v0dt
udt
即 [(u v0 ) / u] (1 v0 / u)
(1 v0 / u)
物理学应用介绍
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物理学
第五版
多普勒效应及应用
当观察者向着静止波源运动时,观察
者接收到的声波频率 高于 .
观察者远离波源运动时
v0dt
P
S
v0
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第五版

相对论多普勒效应的简易推导

相对论多普勒效应的简易推导

相对论多普勒效应的简易推导相对论多普勒效应是相对论中的一个重要概念,它描述了光源和观察者相对运动时,光的频率和波长的变化。

相对论多普勒效应是相对论的一个基本概念,对于理解相对论的本质和应用相对论于实际问题中具有重要意义。

相对论多普勒效应的推导可以从两个方面入手,一个是相对论中的光速不变原理,另一个是多普勒效应的经典推导。

下面我们将从这两个方面入手,推导相对论多普勒效应。

一、相对论中的光速不变原理相对论中的光速不变原理是相对论的一个基本概念,它描述了光在任何惯性系中的速度都是不变的。

这个原理是相对论的核心内容之一,也是相对论的基础。

假设有一个光源S和一个观察者O,它们相对静止。

光源向观察者发射光波,光速为c。

观察者O接收到光波,记录下光波的频率f和波长λ。

此时,我们可以根据相对论中的光速不变原理,得到以下公式:c = fλ这个公式是相对论中的光速不变原理,它描述了光速、频率和波长之间的关系。

在相对论中,光速是一个恒定不变的量,无论在哪个惯性系中观察,光的速度都是c。

这个公式为我们后面的推导提供了基础。

二、多普勒效应的经典推导多普勒效应是经典物理中的一个重要概念,它描述了光源和观察者相对运动时,光的频率和波长的变化。

多普勒效应是经典物理的基础,它为我们后面的相对论推导提供了基础。

假设有一个光源S和一个观察者O,它们相对运动。

光源向观察者发射光波,光速为c。

此时,我们可以根据多普勒效应的经典推导,得到以下公式:f' = f(1 ± v/c)其中,f'是观察者O测量到的光波频率,f是光源S发射的光波频率,v是光源S和观察者O的相对速度,c是光速。

这个公式描述了光源和观察者相对运动时,光波频率的变化。

当光源和观察者相对静止时,公式中的v为0,此时f'等于f,即观察者O测量到的光波频率等于光源S发射的光波频率。

当光源和观察者相对运动时,公式中的v不为0,此时f'和f的关系取决于光源和观察者的相对速度。

相对论多普勒效应公式

相对论多普勒效应公式

相对论多普勒效应公式相对论多普勒效应公式是一个相对复杂但又十分有趣的概念。

咱们先来说说啥是多普勒效应。

想象一下,你站在路边,一辆警车拉着警笛呼啸而过。

当警车朝你开过来的时候,警笛声听起来音调很高,很尖锐;可当它开过去的时候,警笛声就变得低沉了。

这就是多普勒效应,简单说就是波源和观察者之间有相对运动时,观察者接收到的波的频率会发生变化。

在经典物理学中,我们也有多普勒效应的公式,但在相对论的框架下,这个公式就变得更加精妙和复杂了。

相对论多普勒效应公式涉及到光速不变原理和相对性原理等相对论的核心概念。

我记得有一次给学生们讲这个知识点的时候,有个特别调皮的小家伙一直坐不住,东瞅瞅西看看。

我就问他:“你是不是觉得这比你玩的游戏还难理解呀?”他不好意思地挠挠头。

我就接着说:“其实啊,这就像你玩游戏打怪升级,每搞懂一个知识点,就像打败了一个小怪兽,最后就能成为超级学霸大侠!”这小家伙一下子来了精神,开始认真听起来。

相对论多普勒效应公式可以写成:当光源朝向观察者运动时,频率变化为$f = f_0\sqrt{\frac{1 + \beta}{1 - \beta}}$;当光源远离观察者运动时,频率变化为$f = f_0\sqrt{\frac{1 - \beta}{1 + \beta}}$ 。

这里的$f_0$是光源的固有频率,$\beta = \frac{v}{c}$,$v$是光源相对观察者的速度,$c$是真空中的光速。

这个公式看起来有点吓人,但咱们拆解一下就好理解多啦。

比如说,当速度$v$越来越接近光速$c$的时候,$\beta$就会越来越接近 1。

这时候,如果光源朝向观察者运动,接收到的频率就会变得超级大;反之,如果光源远离观察者运动,接收到的频率就会变得超级小,甚至趋近于零。

在实际生活中,相对论多普勒效应也有不少应用呢。

就像天文学中,通过观察天体发出的光线的频率变化,我们可以推断出天体是在靠近我们还是远离我们,从而了解宇宙的膨胀情况。

光速不变原理违反了逻辑

光速不变原理违反了逻辑

光速不变原理违反了逻辑光速不变原理违反了逻辑光速不变原理是现代物理学中非常重要的思想之一,它指出,在真空中,光的速度是不变的,无论光源的运动状态如何。

尽管这个原理在现代物理学中被广泛接受,但仍然存在一些学者认为它违反了逻辑。

本文将探讨光速不变原理违反逻辑的几个方面。

首先,很多人认为光速不变原理违反了相对性原理,因为光速不受引力场的影响,而引力场可以影响其他物体的运动状态。

然而,这种观点是错误的。

光速不变原理并不与相对性原理相矛盾,实际上光速不变原理正是相对论的基础之一。

相对性原理指出,物理定律在不同的惯性系中都是一样的,而光速不变原理则指出,在所有的惯性系中,光速都是一样的。

因此,实验证明了相对性原理和光速不变原理是互相支持的。

其次,有人认为光速不变原理违反了牛顿的力学定律,因为牛顿的力学定律依赖于速度的“绝对性”,而光速不变原理却否认了速度的“绝对性”。

然而,这种认识也是错误的。

牛顿的力学定律不是与速度的“绝对性”有关,而是与速度的“相对性”有关。

也就是说,牛顿的力学定律在不同的参考系中是一样的,而光速不变原理也是如此。

因此,相对论并没有违反牛顿的力学定律,而是对其进行了修正。

最后,一些学者认为光速不变原理违反了普遍的逻辑学定律,因为光的速度应该依赖于相对运动状态。

然而,这种观点也是错误的。

光速不变原理并没有违反逻辑学定律,它只是我们对光的特性进行的合理假设。

在光速不变原理的基础上,相对论给出了一种更加基本、更加全面的物理定律,它可以用来描述不同惯性系之间的相对运动,同时也可以解释一系列实验现象。

综上所述,光速不变原理并没有违反逻辑。

相反,它成为了现代物理学的基础之一,为我们解释自然现象提供了强有力的支持。

当然,我们也不能盲目地接受光速不变原理,我们需要运用科学方法进行实验验证,以确定光速不变原理的正确性。

高中物理光速不变假设错误论证!狭义相对论批判新人教版选修3

高中物理光速不变假设错误论证!狭义相对论批判新人教版选修3

狭义相对论批判如果爱因斯坦忠实于他1905年原始论文的题目,仅限于讨论动体的电动力学问题,那将是一个对或错都不太紧要的有意义的探讨工作。

问题在于,动体的电动力学问题在此之前已被洛伦兹、彭加勒等人讨论得差不多了,爱因斯坦在此问题上显然作为不大。

爱因斯坦真正的“创举”是将光速不变假设强行引入(或强加于)惯性系,并将动体电动力学中还比较倾向于“自由真空中光波速度”的光速不变概念(c=λν)大胆引伸为惯性系中移动速度(信号测量)意义上的光速不变(即x=ct中的c恒定不变),可以看出爱因斯坦在这一过程中是作了一个极大的跨越,这就回答了一个大家都很关心的问题,即动体的电动力学问题与后来称之为狭义相对论的东西是两码事,二者不宜混为一谈。

狭义相对论的核心是相对时空观和对牛顿力学的“超越和修正”,与动体电动力学问题相去甚远,美化麦克斯韦方程显然不是爱因斯坦的重头戏和真正目的,当爱因斯坦为他的“同时性的相对性”这一“伟大发现”而激动不已时,他认为他可以颠覆经典时空概念和修正牛顿了。

从此,他置人类千百年来形成的感觉常识和物理学基础于不顾(特别是时间标准问题和质量的客观性问题),弄出一套相对主义的东西(在人类历史上这恐怕是第一次拿时间概念动刀),把时间、空间和质量这些有客观标准和可比性的概念全部变为相对主义的随动测量变化量(可以毫不夸张地说,物理学作为精确科学其存在基础其实已被爱因斯坦弄得荡然无存),但这样做可以让爱因斯坦找到修正和超越牛顿的理论根据,碰巧的是,牛顿力学正好有一些盲点和问题没得到解决,而这些问题在相对论中又恰如其分地被解决了,尽管许多人初次面对相对论就象吃了苍蝇般不舒服,但无法回避的事实是,相对论的许多预言和结论被证实,爱因斯坦跌跌撞撞地成为站在牛顿肩上的科学巨人!数学上有负负得正之法则,看来物理学上也有将错就错之高招。

光速不变的前提本来就错了,通过一番模糊操作和推导,居然又能得出有物理意义的洛伦兹变换式,真是比莎士比亚的剧本还更有戏剧性。

相对论多普勒效应

相对论多普勒效应

第五章相对论★非相对论多普勒效应(回顾) 1842.(奥)多普勒波源S 与接收器(如人耳等)有相对运动,从而接收器接收到的频率有变化的现象---多普勒效应1. 波源S 静止(u S =0,人动u 人≠0)①人朝向S 运动人耳在Δt 内收到(u +u 人) Δt /λ个波长v u u u u u t t v 人人耳内收波长数+=+=ΔΔ=λ②人远离S) ( 0自证人耳v uu u v −=§5.5 相对论多普勒效应如火车进站声频高;火车出站声频低。

λλu v u =0 声波频率,声波长,设:声波速人耳Sλ介质波对人耳速度波对人耳速度第五章相对论2.观察者静止(u 人=0),波源S 动(u S ≠0)①波源S 朝向人运动:由图知:波长压缩了即:000 v u u u v u v u u T u u u v S S S −=−=−=′=∴λλ耳②波源S 远离人:) ( 0自证耳v u u uv S +=介质⋅⋅⋅S u r S⋅人耳Tu S Tu S −=′λλu S T λT u S −=′λλu S =0的第二波3.一般情况:cos cos 0v u u u u v S αβm 人±=耳规律:波源动⇒波长变;接收器动⇒接收完整波长数变.波对人耳速度波对人耳速度可见:当波源或观察者在二者联线垂直方向(α=β=π/2)上运动时,无多普勒效应。

(见本教材《力学》p237)第五章相对论★相对论多普勒效应光波传播不需介质, 这与机械波声波完全不同;由光速不变原理,无论是光源向接收器运动,还是接收器向光源波运动,对接收器来说光速都是c 。

⋅⋅Tu S ⋅因此,可仿声波源朝向接收器情形如图接收器(不动)→S:光源(运动)→S':光波周期T' =T 0,ν'= ν0光波周期T ,频率ν相对论⇒, 12β−′=T Tc u S =βλ= λ-u S T=cT-u S T =(c-u S )T 缩Tu S−=λλ 缩接收频率为:0 11)(νββλν−+==−==L Tu c c cS 缩※光源与接收器在连线上S u r S⋅x接收器无介质第五章相对论※光源与接收器不在连线上接收器u S光源θ将v 投影到连线上:u S cos θλ= (c -u S cos θ)T,缩接收频率为: )cos (T θu c c cS −==λν缩相对论⇒ , 1 2β−′=T T c u S=β , 10′=T ν 1)cos (2T u c cS ′−−=βθ )cos 1(102v θββ−−= 11 00v v ββθ−+=⇒= 11 0v v ββπθ+−=⇒=光源相对接收器迎来⇒⇒频率增加光源背对接收器远离⇒⇒频率减少光源或接收器在二者联线垂直方向上运动⇒1 202v v βπθ−=⇒=注:在互垂直方向上, 机械波声波等无多普勒效应,而光波有。

相对论光速不变原理(一)

相对论光速不变原理(一)

相对论光速不变原理(一)相对论光速不变原理引言•相对论是物理学中一项重要的理论,由阿尔伯特·爱因斯坦在20世纪初提出,对整个物理学领域产生了深远的影响。

•相对论光速不变原理是相对论的核心概念之一,本文将从浅入深地解释这一原理的相关原理与推论。

光速不变原理的提出•在相对论早期,爱因斯坦认识到从不同的参考系中观察光的速度,得出了一个惊人的结论:光在不同的参考系中的速度总是相同的。

•这一结论违背了牛顿经典物理学的常识,引起了科学界的极大争议。

狭义相对论与光速不变•爱因斯坦在狭义相对论中更加严格地定义了光速不变原理:无论在何种参考系中,光的速度始终保持不变,即299,792,458米/秒(约等于30万公里/秒)。

•这意味着无论光源是静止的还是运动的,光在真空中的速度都是恒定的,不受任何物体的运动状态影响。

原理解释:时空的弯曲•光速不变原理的核心在于相对论对时空结构的重新定义。

•由爱因斯坦的狭义相对论得出的结论是,时间和空间并不是绝对的,而是与观察者的运动状态有关。

•当物体以接近光速的速度运动时,时间和空间会发生变形,即时空的弯曲。

而光的传播速度在时空的弯曲中是恒定的。

引申推论:时间膨胀与长度收缩•光速不变原理引导出狭义相对论的两个重要推论:时间膨胀和长度收缩。

•根据时间膨胀的概念,运动速度接近光速的物体的时间流逝会相对放缓,这被称为时间膨胀效应。

•同样地,长度收缩效应指的是当物体以光速接近运动时,其长度在运动方向上会相对缩短。

实验验证与应用•光速不变原理在相对论物理学的发展中得到了多次实验验证,如米歇尔逊-莫雷实验。

•相对论光速不变原理的应用包括GPS导航系统的精确定位、加速器中粒子物理实验的设计等。

•光速不变原理也是理解黑洞、时空弯曲等宇宙现象的重要基础。

总结•相对论光速不变原理是相对论理论体系的核心概念,指出在任何惯性参考系中,光的速度都是恒定不变的。

•这一原理的提出引发了对时间、空间和运动的重新理解,为现代物理学领域带来了巨大的革命。

相对论中的光速不变原理解读

相对论中的光速不变原理解读

相对论中的光速不变原理解读相对论是爱因斯坦于1905年提出的一种新的物理理论,它对传统的牛顿力学进行了革命性的改变。

其中一个重要的概念就是光速不变原理,也称为洛伦兹变换。

本文将对相对论中的光速不变原理进行解读。

1. 狭义相对论的基础理论相对论的基础是在引入光速不变原理的基础上建立的。

根据相对论,光速是宇宙中最快的速度,为常数,记作c。

而且不论观察者的运动状态是静止还是匀速直线运动,观察者所测得的光速都是相同的。

这与牛顿力学的观点不同,牛顿力学认为时间和空间是绝对的。

2. 光速不变原理的实验证据为了验证光速不变原理,科学家进行了一系列的实验证明。

其中最著名的是迈克尔逊-莫雷实验。

这个实验通过比较光在两个垂直方向上的传播速度,得出了光速不变的结论。

这个实验的结果彻底颠覆了当时的物理学观念,为相对论的提出奠定了基础。

3. 相对论中的长度收缩效应光速不变原理与牛顿力学中的观点相违背,导致了一系列的新效应。

其中之一就是长度收缩效应,也称为洛伦兹收缩。

根据这个效应,当物体以接近光速运动时,观察者会认为物体的长度缩短了。

这是因为观察者看到光在运动物体上的传播速度是恒定的,而以接近光速运动的物体所经过的距离变短了。

4. 相对论中的时间膨胀效应与长度收缩效应类似,光速不变原理还引出了时间膨胀效应,也称为时间相对论。

根据这个效应,以接近光速运动的物体对外界时间的感知会发生改变。

观察者会认为以接近光速运动的物体的时间变慢了。

这是因为光速不变,而以接近光速运动的物体所经历的时间相对于静止观察者来说变长了。

5. 光速不变原理与能量-动量关系光速不变原理还对能量和动量的关系产生了影响。

根据相对论,物体的能量等于其质量乘以光速的平方。

这就是著名的爱因斯坦质能公式E=mc²。

在相对论中,物体的动量也会随着速度的增加而增加,但是当物体的速度接近光速时,动量将趋于无穷大。

6. 实际应用中的光速不变原理光速不变原理不仅仅是理论上的概念,它在实际应用中也有广泛的应用。

光的多普勒效应与相对论

光的多普勒效应与相对论

光的多普勒效应与相对论光的多普勒效应是指当光源与观察者之间有相对运动时,光的频率和波长会发生变化的现象。

这一现象最早由奥地利物理学家克里斯蒂安·多普勒在19世纪提出,并且在相对论的发展过程中逐渐得到了更加精确的解释和解释。

多普勒效应最常见的例子就是声音的变化,当一个发出声音的物体以超过声速的速度接近观察者时,观察者听到的声音会增加。

而当物体以远离观察者的速度移动时,观察者听到的声音会减小。

类似地,光的多普勒效应也描述了当光源与观察者相对运动时,观察者所感知到的光的频率和波长的变化。

根据相对论的原理,光的速度是一个绝对不变的常量,即光速不会因为光源或者观察者的相对运动而发生变化。

然而,当光源接近观察者时,观察者会收到更多的光波,导致观察到的光的频率增加。

相反,当光源远离观察者时,观察者会收到较少的光波,导致观察到的光的频率减少。

这就是光的多普勒效应的原理。

具体来说,当光源以速度v靠近观察者时,光的频率f'相对于光源的频率f会增加。

这个频率增加可以用下面的公式来表示:f' = f * (1 + v/c)其中,f'是观察者接收到的光的频率,f是光源的频率,v是光源相对于观察者的速度,c是光的速度。

同样地,当光源远离观察者时,光的频率f'相对于光源的频率f会减小。

这个频率减小可以用下面的公式来表示:f' = f * (1 - v/c)光的多普勒效应不仅仅在学术研究中具有重要意义,也在实际应用中有很多用途。

例如,在天文学中,通过观察到恒星或者行星的光的频率变化,我们可以推断出这些天体的运动状态。

在医学中,通过利用多普勒效应来测量血液流速,可以帮助医生诊断心脏疾病和其他血管病变。

在交通领域,通过使用多普勒雷达来测量车辆的速度,可以实现交通监控和违章执法。

总之,光的多普勒效应是近代物理学的一个重要研究领域,它描述了当光源与观察者相对运动时,光的频率和波长会发生变化的现象。

多普勒效应的理论推导和实际应用

多普勒效应的理论推导和实际应用

多普勒效应的理论推导和实际应用高博源【摘要】当波源和观测者相对于机械波(如:声波)或电磁波(如:光波)的传播方向有相对运动时,会发生接收到的波频率或波长不同于原频率或波长的现象,即多普勒效应.多普勒效应在生活中普遍存在且有着广泛的应用,我们既可以利用多普勒效应解释生活中的很多现象,认识宇宙;也运用它进行科学研究,推动科技发展.然而,声学和光学中多普勒效应的理论推导存在差异.本文分别从声学中的机械波和光学中的电磁波两个方面,理论推导了不同情况下,多普勒效应引起的频率或波长的改变.并根据理论推导结论,深入讨论了多普勒效应在生产生活、科技发展和科学研究中的实际应用.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】2页(P113-114)【关键词】多普勒效应;声学,光学,阿秒脉冲辐射;相对论振荡镜【作者】高博源【作者单位】西安铁一中国际合作学校陕西 710000【正文语种】中文【中图分类】O1.引言多普勒效应是多普勒先生于1824年发现的一种当波源和观察者相对于介质存在相对运动时,观察者接收或探测到的波的频率和波长不同于波源处的频率和波长的现象。

无论是类似声波的机械波,还是诸如光波类的电磁波,都存在多普勒效应现象,且该现象在生产生活中存在广泛的应用,比如:舰艇、邮轮、货船等在海上航行时,利用多普勒声纳制定航行路线;医疗系统中通过利用多普勒超声波仪诊断检测血液流动的异常,从而检测病人是否有心脏病等。

实验室中,我们也常利用激光与等离子体的相互作用产生的高能电子层对反射光的相对论多普勒效应,得到高次谐波,并通过过滤器选出高频波次,获得阿秒辐射光源,该辐射光源可用于探测原子、分子尺度内的超快物理过程,研究DNA分子的组份等。

研究清楚声学和光学中的多普勒效应具体过程,以及考虑相对论效应后,根据狭义相对论原理,可修正光学中多普勒效应,能帮助我们更好地应用多普勒效应,服务于我们的生产、生活、科技和医疗等各方面。

研究相对论中的相对性和光速不变性

研究相对论中的相对性和光速不变性

研究相对论中的相对性和光速不变性相对论是现代物理学中的一项重要理论,由爱因斯坦于20世纪初提出。

在相对论中,有两个基本的原理,即相对性原理和光速不变性原理。

本文将对相对论中的相对性和光速不变性进行详细讨论。

一、相对性原理相对性原理是指物理现象的规律在所有惯性参考系中是相同的。

即无论以何种匀速运动的参考系观察物理现象,其规律都是相同的。

爱因斯坦提出的狭义相对论将这一原理发展到了极致。

根据狭义相对论,任何惯性参考系中的物理定律都遵循相同的形式。

这意味着无论是以何种速度相对于其他物体运动,物理定律都保持不变。

相对性原理的重要性在于它根本改变了我们对时间和空间的观念。

在牛顿经典力学中,时间和空间是绝对的,而在相对论中,时间和空间是相对的,取决于观察者的参考系。

这一理论彻底颠覆了牛顿的观点,精确描述了高速运动下的物理现象。

二、光速不变性原理光速不变性原理是指光在真空中的速度是一个恒定值,与光源和观察者的运动状态无关。

根据狭义相对论,光速在真空中的值为常数c,约为299,792,458米/秒。

无论光源和观察者之间的相对运动速度如何,光速始终保持不变。

光速不变性原理的重要性在于它产生了一系列令人惊奇的效应,如时间膨胀和长度收缩等。

这些效应在高速运动的物体中会变得明显,与牛顿的经典力学有着显著差异。

根据光速不变性原理,当物体的速度接近光速时,时间会变得相对较慢,长度也会相对缩短。

这种效应在日常生活中并不明显,但在高速运动和引力场中变得显著,这也是为什么相对论在描述强引力和宇宙学时非常重要的原因之一。

总结:相对性原理和光速不变性原理是相对论的两个基本原理。

相对性原理指出物理现象的规律在所有惯性参考系中是相同的,彻底改变了我们对时间和空间的观念。

光速不变性原理表明光在真空中的速度是不变的,与光源和观察者的运动状态无关。

这两个原理构成了相对论理论框架的基础,揭示了高速和强引力情况下的物理规律。

相对论在解释宇宙学、粒子物理学和广义相对论等方面取得了巨大的成功。

相对论歪曲了光速不变原理——论光、声在多普勒效应中的表现差异

相对论歪曲了光速不变原理——论光、声在多普勒效应中的表现差异
长 , 味 光 谱 向红 端 移 动 … …光 波 或 无 线 电波 的行 为 与 声在 多 意
年才 由麦克斯韦确立 。因为古人认 为恒 星是静止 的, 行星绕 恒
星 运动、 是 在绝对静止 空间 ( 光 以太 ) 运 动 , 不 知 在 银 河 系 中 更
普勒效应 中表现类似 。当今 主流理论都认为: 多普勒效应在 天
很低, 来随技术提高 , 后 发现更远 的光 z超过 了 l —— 1o (t 0 0  ̄ l J 光谱增 宽了 10 0 0倍) 。按 当今理论 , 低红移就用声 的多普勒 效 应 糊弄一下 , 高红移 , 就虚 构 出是 因空间膨胀 了 1 0 , 光 0 0倍 把 波拽长 了 10 的“ 0 0倍 宇宙学红移 ” 。其实, 只要真正弄清红移的 本质, 它就是 光通 过速度的标志 , 也是 确立 c的参考系 的极 佳
依据 。
声源运动 改变声 的波 长 ,而检测 者的运动不 改变声 的波 长, 只会使声通过速度发生升 降。光不 同于声 , 无论是光源 , 还 是检测 者所 在天 体的退行, 效果相等 , 都不发生波长变化, 只会
认 为 : 切 观 察 者 测 得 的 光 速 数 值 , 管观 察 者 如 何 在 空 间运 一 不 动, 也不 管 光 源 以何 种速 率 在 空 间运 动 , 是 相 同 的 。 速 不 变 都 光 被 歪 曲成在 任 何 空 间通 过 速 都 是 相 同 的 。后 来 爱 因 斯坦 对 爱刨
文 学 中十 分 重 要 , 因为 它 以“ 完全 相 同 ” 的方 式 作 用 于 光 和其 他
以外还有无 限多运动着的星系 , 以, 所 就未确立 c的参考系 ( 即 参照何物测量光速) 8 7年迈克耳孙——莫 雷用地球 公转速 。1 8 度 实验 , 测恒星顺 逆方 向的光在地球空问通过时的速度差 。 由 于“ 菲茨杰拉德 收缩 ”仪器 失灵、 、 方法不 当, 测得 两速率“ 完全 相 同” 。证 明实验是失败 的。但对发展相对 论起 了启示作用 , 即

爱因斯坦在建立狭义相对论时的三大错误分析(正式)

爱因斯坦在建立狭义相对论时的三大错误分析(正式)

爱因斯坦在建立狭义相对论时的三大错误分析作者:彭晓韬日期:2020.03.08[文章摘要]:爱因斯坦以光在真空中任意惯性系中的速度值相等(简称光速不变原理)和在任意惯性系中的物理规律都是一样的(简称为相对性原理)建立起来的狭义相对论已被学术界公认为正确的。

但其在建立该理论的过程中实际上违背了三个最基本的规则或存在三个常识性的错误:一是在真空中光速仅相对光源速度不变,而相对光源运动的观测者或在惯性系中运动的光源产生的光的速度并不是不变的;二是两个相对运动的惯性系间的时间与空间位置对应关系不应以在一个惯性系中相对静止的观测者对另一个运动的惯性系中的事物所观测到的表象作为转换基础,必须经过因光速有限导致的观测结果失真的校正才能得到事物的真相;三是既然惯性系间的物理规律都是一样的,那么存在相对运动的两个惯性系间的观测者观测对方的结果也应该是一样的。

也就是说:不可能出现两个惯性系间的时间与尺规因相对运动速度的不同而不同!本文重点以第二个错误作为突破口对爱因斯坦所犯的错误进行简要的剖析。

一、惯性系的基本规则简述要建立一个惯性系,必须依托对最基本的物理量时间与空间的描述与规定,并据此建立相应的基本规则:1、时间:描述客观事物运动与变化的持续性和顺序性的物理量。

在任意惯性系中只能有一个标准的时间。

也就是说,在一个惯性系中不会因为不同位置间的距离不同而导致时间本身发生任何改变。

如:在地球上的格林威治标准时不仅定义了地球任意位置上的时间和时刻,也同时定义了宇宙中所有事物的时间与时刻。

不会因为不同事物的变化快慢与运动速度的大小不同而有不同的时间与时刻。

虽然地球上不同的国家和地区实际使用的具体时间存在差异,如伦敦时、北京时、纽约时等,但其时间变化的速率与方向是完全一致的,不同地区的时间间也存在明确的、固定的、比值为一比一的转换关系!推广到整个宇宙中,在地球惯性系中,全宇宙的所有事物的时间均不因其所在的空间位置中的万有引力和电磁力的大小以及运动速度的大小而改变!2、空间:客观事物存在、变化与运动的场所。

相对论证明错误

相对论证明错误

相对论证明错误之处相对论证明的理论基础之一为:光速不变论,即在真空中,一束光以任何惯性体系为参照,光速速度不变。

而事实上该“光速不变论”内容是不正确的,正确的光速不变论应该为:处在同一惯性体系内的光的传导介质,光的传播速度相对于该传导介质不变。

与这个理论假设并行的光学定义有三个:一、明确光是一种电磁波;二、光的传播是有介质的;三、光的基础传播粒子为构成物质世界的本源粒子,它足够小,是世界上最小的粒子,它充斥于任何空间(包括真空)及物质内,暂定义为“基元粒子”,光的任何传播都依靠该粒子,任何原子、分子、甚至质子、电子等粒子都无法成为光的传播载体。

那么,以真空为例对光速进行形象的解释为:在同一惯性体系真空中充斥的“基元粒子”,光在该“基元粒子”里传播,光传播所经过的“基元粒子”,相对于它们附近其它在同一惯性体系的“基元粒子”,速度是恒定的。

那么为什么会存在很多证明原“光速不变论”内容正确的实验存在呢?首先看著名的“迈克尔逊-莫雷实验”,这个实验的各项假设条件都很完美,但他忽略了一个重要的问题,即:地球上所有的“基元粒子”相对于地球几乎是同步的,他们同处于地球的引力运动体系之内,就好比空气,空气相对于太阳是高速运动的,而相对于地球却几乎是静止的。

也需有人会举例说空气会因为风等因素产生相对运动,“基元粒子”是不是也会存在类似的相对运动。

的确,“基元粒子”会产生运动,但是相对于光束的宽度(光束的宽度太窄,几乎同处于同一运动参照系内),以及光速的速度,其对实验结果的影响几乎可以忽略不计。

另外,影响实验结论判断的一些光的传播特性:当光源移动时,光从离开光源的一刻起,已经进入传播介质的惯性体系中,其传播速度以在传播惯性体系的传播特性为准。

当光在不同的惯性体系的介质中传播时,从一种惯性体系传播介质中传入另一种的惯性体系的传播介质时,其传播速度根据惯性体系的转变而瞬间发生转变。

而在实验现象的分析过程中,往往将光的传播速度忽略成在前一种惯性体系传播的传播速度。

相对论下的多普勒效应

相对论下的多普勒效应

相对论下的多普勒效应相对论下的多普勒效应相对论是现代物理学的基石,它革命性地改变了我们对时空的理解。

其中一个重要的概念是相对论下的多普勒效应。

在经典物理学中,多普勒效应描述了波源和观察者之间相对运动引起的频率变化。

相对论下的多普勒效应则考虑了光速不变的原则,并引入了时间和空间的相对性。

相对论下的多普勒效应可以通过狭义相对论和广义相对论进行解释。

狭义相对论主要探讨了在相对运动的参考系中的物理现象,而广义相对论涉及到了重力和引力的作用。

在这篇文章中,我们将主要关注狭义相对论的多普勒效应。

让我们回顾一下经典物理学中的多普勒效应。

在经典物理学中,当一个波源以速度v相对于观察者静止时,观察者会感知到一个较高的频率f'。

相反,当一个波源静止而观察者以速度v相对于波源移动时,观察者会感知到一个较低的频率f'。

这种频率的变化被称为多普勒效应。

然而,在相对论下,光速是一个不变的常量,即便在不同的参考系中也如此。

这导致了相对论下的多普勒效应与经典物理学中的效应有所不同。

根据狭义相对论,当波源和观察者之间有相对运动时,相对论多普勒效应会导致观察者感知到的频率发生变化。

具体地说,如果波源和观察者相对静止,那么观察者会感知到波源发出的光是有一个特定频率f0。

然而,当波源和观察者之间有相对运动时,观察者会感知到光的频率发生变化。

根据相对论多普勒效应的表达式,观察者感知到的频率f'可以通过以下方式计算:f' = f0 / γ(1 + βcosθ)其中,γ是洛伦兹因子,β是观察者速度和光速之比,θ是波源和观察者之间的夹角。

这个表达式说明了相对论多普勒效应与经典物理学中的多普勒效应的差异。

现在让我们进一步讨论相对论多普勒效应的影响。

当观察者以接近光速的速度运动时,β接近1,相对论多普勒效应会导致观察者感知到的频率明显发生偏移。

在极端情况下,当观察者与波源之间的运动速度接近光速时,观察者可能会感知到频率无限大或无穷小。

多普勒和相对论

多普勒和相对论

多普勒和相对论多普勒效应是描述波的频率或波长随观察者相对于光源运动而发生变化的现象。

而相对论是爱因斯坦在1905年提出的一种关于时间、空间和质量之间相互关系的理论。

本文将探讨多普勒效应与相对论之间的关系,并探讨它们在实际应用中的重要性。

多普勒效应是基于当观察者和光源之间的相对运动引起的波的相对性质变化。

在光学中,多普勒效应描述了光的频率随着光源和观察者之间的相对运动而发生变化。

当光源向观察者接近时,波的频率会变大,而当光源远离观察者时,波的频率会减小。

这种频率变化也被应用于声音和其他波动现象的研究。

然而,相对论在描述这种效应时提供了一个更全面和准确的解释。

相对论的一个重要组成部分是光速不变原理,即光在真空中传播的速度是恒定的,与观察者的运动状态无关。

在相对论框架下,多普勒效应被视为案例之一,其中观察者和光源相对运动。

而由于相对论的光速不变原理,观察者和光源之间的相对速度会对频率的测量产生一些独特的影响。

在相对论中,观察者和光源之间的相对运动会引起频率的变化,这被称为相对论多普勒效应。

相对论多普勒效应在许多现代技术和应用中发挥着重要的作用。

例如,在天文学中,相对论多普勒效应在研究星系、恒星和行星的运动时起着重要的作用。

通过观察天体的光谱,可以确定它们的相对运动方向和速度。

另一个重要的应用是雷达技术,其中相对论多普勒效应用于测量飞行器的速度和位置。

例如,在航空中,雷达系统可以利用多普勒效应测量飞机相对于雷达站的速度。

这对于飞行控制和导航非常重要。

此外,相对论也对导航系统的准确性有着重要影响。

全球定位系统(GPS)利用了相对论多普勒效应来纠正卫星钟的时间,以确保定位精度。

这是因为GPS信号在传播过程中会受到多普勒效应的影响,而这种影响必须被考虑到以提供准确的位置信息。

总之,多普勒效应和相对论是两个广泛应用于不同领域的物理现象。

多普勒效应描述了波动的频率随着光源和观察者之间的相对运动而发生变化,而相对论提供了更全面和准确的解释,考虑到了光速不变原理。

多普勒红移或蓝移现象与狭义相对论里的光速不变原理矛盾吗?

多普勒红移或蓝移现象与狭义相对论里的光速不变原理矛盾吗?

多普勒红移或蓝移现象与狭义相对论里的光速不变原理矛盾
吗?
并无矛盾之说,多普勒红移现象与光速不变原理是两个不同的概念。

首先先来说说多普勒红移蓝移。

我们知道声音是以波形式传递的,当波远离我们频率会变低,我们所听到的声音就会低沉,当波靠近我们频率会变高,我们所听到的声音就会高亢,这就是多普勒效应。

而光也是以波的形式存在,所以他也有多普勒效应。

不过光波的表现形式是颜色的变化,假如一颗恒星靠近一个观测者,那么它的光波就会变短,因此我们就会看到蓝移现象,如果一个恒星远离我们,那么它的光波将被拉长,因此我们就会看到红移现象。

这就是光的多普勒效应。

光速不变原理
光速不变原理是光在真空中传播,任何的惯性参照系观测都是一样的,比如A一秒钟跑十米,B一秒钟跑5米,从B的惯性参照系来说,A的速度是一秒五米,对静止的C来说A是一秒10米,而对光速来说就不同了,光速不管任何的惯性参照系都是相同的。

按恒星的靠近或远离来说,光的传播速度都是30万千米每秒。

这就是光速不变原理。

正如题主而言,它们两个之间并无矛盾之说。

声速相对论

声速相对论

声速相对论1. 介绍声速相对论是相对论的一个重要分支,研究的是声音在高速运动物体中的传播速度。

相对论是物理学的一种理论框架,描述了高速运动物体的行为,而声速相对论则将这一理论应用于声音的传播。

通过声速相对论,我们可以更好地理解声音在移动物体中的传播行为,以及与之相关的现象。

2. 相对论基础在深入探讨声速相对论之前,我们需要先了解一些相对论的基础概念。

2.1 狭义相对论狭义相对论是由爱因斯坦在1905年提出的一种物理理论,它描述了在相对运动的参考系中时间、空间和质量的变化。

狭义相对论的基本原理是光速不变原理,即光在真空中的传播速度是恒定不变的。

2.2 声速声速是指声音在某种介质中传播的速度。

在空气中,声速约为343米/秒。

声速的大小与介质的性质有关,不同介质中的声速也会有所差异。

3. 声速相对论的概念声速相对论是将狭义相对论的原理应用于声音传播的理论。

它考虑了高速运动物体对声音传播速度的影响,解释了在这种情况下声音传播的特殊效应。

3.1 音源和观察者的相对运动在声速相对论中,我们考虑了音源和观察者之间的相对运动。

当音源和观察者静止不动时,声音的传播速度是常数,即声速。

然而,当它们相对运动时,声音的传播速度会发生变化。

3.2 声音传播速度的变化根据狭义相对论的原理,当音源和观察者相对运动时,声音的传播速度会发生变化。

具体来说,当音源和观察者接近相对运动时,声音的传播速度会增加;当它们离开相对运动时,声音的传播速度会减小。

3.3 声音传播速度的极限根据狭义相对论的光速不变原理,声音的传播速度不可能超过光速。

因此,声音在高速运动物体中的传播速度的极限是光速。

4. 声速相对论的应用声速相对论的研究对于理解一些特殊现象具有重要意义,同时也有一些实际应用。

4.1 音障当物体的速度超过声速时,会产生音障现象。

这是因为当物体的速度超过声音的传播速度时,声音无法及时传播到观察者的位置,导致观察者无法听到声音。

这种现象在超音速飞行器中很常见。

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光是以量子电荷加速度的形式直接从源中“发射”出的,加 速度等于 C,C 为不变的常数。不管源如何快速运动光都感觉不 到,朝不同方向的光都以源为 C 的参考系,在传播中,不知不觉 地依旧延续了源的运动速(这是与声的本质差异),波长不变, 以源为中心,形成一个“对称的”以 C 膨胀的“大光球”,光球半 径等于光源(星系)年龄。光速不变,就是在源速基础上的加速, 是在与源同步运动并无限延伸的源的电磁场中速不变。因星系 退行的抵消,所以,所有星系光都不以完全相同速从沿途千万 重相互分散的星系空间通过,通过速度与退行同等下降。
1 引言
C 的数值(299792.485 千米/S)经近两百年的探索,到 1860 年才由麦克斯韦确立。因为古人认为恒星是静止的,行星绕恒 星运动、光是在绝对静止空间(以太)中运动,更不知在银河系 以外还有无限多运动着的星系,所以,就未确立 C 的参考系(即 参照何物测量光速)。1887 年迈克耳孙— ——莫雷用地球公转速 度实验,测恒星顺逆方向的光在地球空间通过时的速度差。由 于“菲茨杰拉德收缩”、仪器失灵、方法不当,测得两速率“完全 相同”。证明实验是失败的。但对发展相对论起了启示作用,即 认为:一切观察者测得的光速数值,不管观察者如何在空间运 动,也不管光源以何种速率在空间运动,都是相同的。光速不变 被歪曲成在任何空间通过速都是相同的。后来爱因斯坦对爱刨 根问底的人总是笑着说他在 1905 年提出狭义相对论时对实验 毫不知情。真希奇,既不知情,怎么知道“都是相同”的呢?
4 视界—— —可视半径与哈勃半径与 H0 成反比
因为光以源为 C 的参考系,就不发生声那样的多普勒效 应,所以,任何星系的人都不会知道自己那个星系的运动方向 和速度,总觉得自己是静止在宇宙正中、别人都在远离而去,奇 点就在这里。
宇宙无极,星系逐级聚集。视界远近由 C 和 H0 两数值决 定,只要 H0 不变,它的长短就不变。因星系分散抵消光速,挡住 了“可视半径”(D62.33 亿光年)以外的光,使我们只能得到一孔 之见。我们不会看到宇宙顶级运动,现在所见会是更大结构更 大范围(半径约数十万 Mp)c 星系群体在辐射形对流层中作整体 运动在局部的表现。星系分散是由前后星系运动“速度差”引起 的。我们的天球(视界内数千亿星系)就象是我们的“影子”,以 我(银河系)为中心,在这浩瀚无际的漏斗状的对流层中逐渐加 速自内向外作 V 字形与暗物质对流、漂浮。150 亿年以来,可视 半 径 处 星 系 已 扩 散 到 今 天 的 哈 勃 半 径 (D150.35 亿 光 年 约 4612Mpc)已以光速向半径以外退行,它们的光在我处已降为零 速(今天所见依然是遥远过去的星系密度、形态和距离)。那时 两个半径以外星系今天离我们更远。把物质在空间运动归咎于 是“虚无空间本身膨胀、收缩”是无证据的。
按本文公式可简单而准确地算出各 Z 的天体今天 V, 比喻:Z0.5V=1/3C;Z1V=0.5C;Z2V=2/3C;Z4V=4/5C。
6 结论
本文清晰地表明:不同运动星系光不以相同速从也运动着 的银河系空间通过;教条地引用多普勒效应于天文学是敷衍 的;速度都是相对的,无物及光在空间的绝对可知速度;C 的参 考系是运动着的源;光波并未随星系分散而拉伸,红移是光波 频率通过速度下降引起的波延长的假象;本文公式揭开了困惑 天文学的 Z:V 为什么不成正比的世纪之谜,由公式得出的 V:D 是成正比的,符合哈勃定律。
霍金把光和声在多普勒效应中的表现混淆了,他在《时间
简史》中提到:恒星向我们运动,光源发出第二个波峰时,离我 们更近些,两个波峰间距比恒星静止时更小,意味我们接收到 的波长更短。相应地,如果光源离开我们,接收到的波长将更 长,意味光谱向红端移动……光波或无线电波的行为与声在多 普勒效应中表现类似。当今主流理论都认为:多普勒效应在天 文学中十分重要,因为它以“完全相同”的方式作用于光和其他 电磁辐射,向你靠近的恒星光波被压短,离你而去的恒星光波 被拉长……这种把光、声的运动差异混淆起来,也不考虑检测 者的运动是荒谬的。光是直接“发射”出的,光速是在源速基础 上的加速;声速是不能延续源速的“介质波动”,所以,声源以声 速退行,会把声波拉长 1 倍。如检测者以 0.5 声速退行,就会测 出声波延长 1 倍的“假象”;以 0.8 声速退行,就会测出声波延长 4 倍的假象,这是退行抵消了声通过的速度。对于光,两个星系 靠近或远离,只会使光在对方通过速度上升或下降,光的波长 不会发生变化。比喻两星系以 0.8C 退行,光的通过速度就被抵 消掉 0.8C,实际通过 0.2C,这样,双方人都可测出对方光谱延长 4 倍的“假象”,即 Z4。所谓红移,是单位时间内光频率通过速度 下降的表现。如 Z5,意味波只通过了 1/6,下降了 5/6,显出波延 长 5 倍的假象,并非波真正延长了 5 倍,表明光源今天以 5/6C 与我们退行。
参考文献: [1] 约翰·格里宾《大宇宙百科全书》,海南出版社,2001 [2] 苏宜《天文学新概论》,华中理工大学出版社,2000 [3] 史蒂芬·霍金《时间简史》,湖南科学出版社,2002
(作者单位:安徽省天文学会会员)
46
广东科技 2010.7 总第 241 期
例题 2:求 Z5 星系,今天 V=C×5(/ 1+5)=25 万千米。今天 D= 326 万光年×(250000/65)=125.38 亿光年。今天看到的光是它在 125.38 亿年前在相距 D51.5 亿光年处发出的,那时 V=10.27 万 千米,今天光在我处 Bc=C×1(/ 1+Z)=5 万千米。
45
广东科技研究园地
3 光速不变、源为 C 的参考系
流。遥远天体光在我处通过速度的下降量等于光源今天退行 量,光到地球所花的时间与源今天的距离相等。
空间没有静止坐标,也就不能作为任何物的速度参考系。 宇宙间只有物与物之间的相对速度(靠近或远离),根本不存在 光或任何物以及我们自己在虚无空间的绝对可知速度。声速是 不能延续源速的介质波动,参考系是静止地球大气。光速 C 的 参考系如不能确立,遥远光在地球空间通过的速度、光源今天 和历史的视向速度和距离就不能准确得到,红移永远是个谜, 天体物理学及天体运动测量将永远在黑暗中摸索。
研究园地 学界
相对论歪曲了光速不变原理
— —— —— ——论光、声在多普勒效应中的表现差异
江兴友
摘 要:光速理论像把测量时空尺,是支撑天体物理学和相对论的支柱,不可有半点瑕疵。探索光运动特征,寻找光速(C)的参考系,揭 红移奥秘,推导求光源退行速(V)公式。计算不同运动、不同距离(D)的天体光在地球空间的通过速度(BC)为宗旨。探索得之:光是直接 以“加速度”的形式从运动的源中“发射”出的。光速,就是光离开源的不变速,是源速基础上的速。光在以源为 C 的参考系扩散时,就在 不知不觉中延续了源的空间速。光的波长不因星系退行而拉伸。所谓红移,是因退行抵消了与退行等量的光在地球空间通过时的速度 所造成的波延长的“假象”。不同运动星系光不以相同速从银河系通过。光、声在多普勒效应中表现并不“完全相同”、不存在与源运动无 关的光在空间绝对速—— —C。 关键词:光速;C 的参考系;红移;3K 宇宙微波背景辐射;可视半径与哈勃半径
“红移”是 1929 年美国哈勃等最重要的天文发现,即遥远 光的特定波长的照像光谱都莫名其妙地变长了,变长的量(Z) 为红移量(变短称紫移)。证明是由星系互相退行引起的。(经多 种方法测定,退行速率即哈勃常数约为 H065/S/ MPC,即每隔一 个 MPC326 万光年的两个天体每秒 V65 千米)。先发现的 Z 都 很低,后来随技术提高,发现更远的光 Z 超过了 1—— —1000(即 光谱增宽了 1000 倍)。按当今理论,低红移就用声的多普勒效 应糊弄一下,高红移,就虚构出是因空间膨胀了 1000 倍,把光 波拽长了 1000 倍的“宇宙学红移”。其实,只要真正弄清红移的 本质,它就是光通过速度的标志,也是确立 C 的参考系的极佳 依据。
我们如能以 5/6C 直奔深空,回眸后方半个星空将是一片 昏暗;太阳光谱也 Z=5、也暗了 5 倍;地球一昼夜变成 144 个小 时;土星甩呼拉圈的速度也放慢了几倍;前方星空将是五彩缤 纷、一片光明;明亮星星密密麻麻;大星云、球状星团、椭圆星 系、塞福特星系遍处都是;轩辕 14、天狼、参宿 4、仙女星系团都 近在咫尺;绕恒星奔波的行星处处可见;这边是蟹状星云像鲜 花绽放,那边是黑寡妇(黑洞)正在进行饕餮盛宴;前方数不尽 的超新星、类星体正在大爆发,宇宙正在向我们展示她那博大 精深、浩瀚无际的优美体态和神奇的演化功能。这是速度使宇 宙变成畸形!在宇宙的天窗里,天空竟如此庄严静谧、壮丽辉 煌,让人们敬畏得如痴如醉、心驰神往!
5 本文公式:V=C×Z(/ 1+Z)Bc=C×1(/ 1+Z)
(现行 V=C×Z 是错的)
注:公式括号内 1 为单位时间内光的通过量 Bc,Z 为源的今 天 V,两数和等于 C。本公式基立于光速不变原理和在同一时间 内 Bc+V=C 的基点上,简洁明了。
例题 1:求 Z0.158 类星 体 3C273, 今 天 V =C ×0.158(/ 1 + 0.158)=4.0932 万千米(今天 D=20.528 亿光年)
2 探索光与声运动特征与红移本质
水鸟在平静水面与自己所泛起的前方波同向、与后方波反 向游弋,就将前方波纹挤密,后方波距拉开,此为常见自然现 象。1842 年多普勒预言:声源靠近、声波被压缩、频率升高;声源 远离、频率降低、声波被拉长。此为多普勒效应,与水波运动类 似。但是,他忽略了检测者运动效果会如何呢?
声源运动改变声的波长,而检测者的运动不改变声的波 长,只会使声通过速度发生升降。光不同于声,无论是光源,还 是检测者所在天体的退行,效果相等,都不发生波长变化,只会 抵消光通过时的速度,使不同退行天体光“不以相同速”从同一 检测者处通过(银河系的光也不以相同速从千万重相互分散的 星系空间通过),其通过速度由近到远,随该星系退行速递增而 递减。遥远光朝我们的速度都是随退行逐渐递增而递减的。 Z0.158 的类星体 3C273 过去 1 秒光今经地球空间通过时花了 1.158 秒(Bc=C-V)。红移之所以成为世纪之谜,是因为“光速不 变”原理被相对论歪曲了;不同运动天体光在我处通过速度被 混为一谈了;光速与光在不同空间通过时的速被混淆了;光与 声在多普勒效应中表现差异被混淆了;虚无空间并未象拉面师 傅那样以膨胀 1000 倍的方式把光波拉长了 1000 倍,Z1000 只 是光波的流速降到几百千米的表现。
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