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在光速可变的前提下,运用伽利略变换解释迈莫实验结果湖北黄石.曹中寅1,摘要:迈莫实验是科学史上最重要的实验,经典理论对干涉条纹 0 移动的实验结果不能作出合理的解释,以致物理学的发展方向被迫改变。为了解释干涉条纹 0 移动的实验结果,洛仑兹提出了长度收缩假说,并搞出了洛仑兹变换式。爱因斯坦在此基础上提出了光速不变的观点,并建立了狭义相对论。相对论自创立之日起就倍受争议,因为该理论明显的反逻辑,产生很多悖论,问题层出不穷。本文作者在光速可变的观点下对迈莫实验进行了新的思考,认为运动物体的长度并没有发生“尺缩效应”,而是对物体进行量度的“尺子”-光波波长发生了变化,光快波长,光慢波短,而光速快慢又与光源运动速度相关联。用此观点和伽利略变换对迈莫实验进行了新的严密计算,计算结果表明干涉条纹就是 0 移动,与实验实际结果完全吻合。虽然这两种变化情形的表现效果是一样的,都能说明干涉条纹 0 移动的实验结果,但二者的意义是绝然不同的。比较分析可知,本作者的观点更合理。2,关键词:迈莫实验 干涉条纹 尺缩效应 光速可变 光快波长 光慢波短在光速变不变的问题上,最著名的实验恐怕要数迈克尔逊-莫雷的实验了。现在我们在光速可变的前提下,运用经典理论知识,通过具体计算来解析迈莫实验。设干涉仪臂长=11m,在赤道地面上沿着地球自转方向放置,赤道地面L上的光速smC/2997924581,地球赤道地面的自转速度smVd/464,波长(即该光波在地球现状况下的赤道地面波长为)7 05.5 10 m75.5 10 m, 计算光在水平臂传播一个来回的波数1Na,光与地球自转速度同向(往):时间:1vt8 1113.66921072615434820451 10299792458464v vdLtCV(秒)光程1L:8 11299792458 3.69921072615434820451 1011.00001702513776935618v vLC tm光波数1n:1 17 111.0000170251377693561820000030.954795944283963636365.5 10Ln(个)。b,光与地球自转速度反向(来):时间:2vt(秒)8 2113.66919936822257598196 10299792458464v vdLtCV光程:2L8 22299792458 3.66919936822257598196 1010.99998297491493144725v vLC tm光波数:2n(个)2 2710.9999829749149314472519999969.045299875358631715795.5 10Ln总波数:1N(个)11240000000.00009581964259535215Nnn,在垂直方向上,光在臂传播一个来回的波数为:2N(个)2722400000005.5 10N横臂竖臂光波数相差:5 1129.581964259535215 10NNN横臂竖臂光波数相差很微小,故从地球参考系看,几乎看不出干涉条纹的移动现象。注意:以上是粗略计算,所谓粗略,有些因素是变化的,却未予考虑,主要是指:1,在竖直方向上,万有引力常数是变化的,光速也是变22x xd dCGGC化的;2,光波波长是变化的,变化规律为光快波长,光慢波短。由于迈莫实验对现代物理学的影响重大,下面尽可能精确地从太阳系的视角来计算干涉条纹的移动,以探讨干涉条纹 0 移动现象的原因。设地球位于近日点时赤道地面上的光速为,赤道半径0299792458/Cm s,地球质量,赤道海平面万有引力常数6378000rm245.9741 10mkg,近日点时日地距离,质量,113126.67 10dGm kg s111.471 10Rm301.989 10Mkg干涉仪臂长;在太阳参考系中,地球停止公转后为静系,静系光速为,11lmjC地球公转速度,实验光波在地面波长(30031.28891791206054563/ )ggGMV Vm sR为。7 05.5 10 m计算光在竖直臂传播一个往来的总波数:1Na,计算垂直臂位于水平臂上面时光线一个往来的波数:11N求在纵臂上的平均光速:C20222200 0 00022h d d hddC CG mG mCrlCCVrrlr() (V)注意:因地球公转轨道处的太阳引力加速度已很微弱,与太阳的距离相差11 米两处的光速差别微乎其微,且又涉及方位影响,计算比较复杂,因而上式对太阳引力加速度在 11 米臂上造成的光速差异未予计算。代入数据计算得:。299792457.99999964181398170914/hCm s0299792457.99999982090699085457/hCC Cm s光程 :l地球自转速度相当横向速度,向上的光速为纵向速度,二者的合速度根据平行四边形求得。路程四边形与速度四边形是相似四边形,则单边光程为:。 ()22 0002cos1111.00000005519112248036ggCVC ValmC090a 波长 :经研究,光波波长也是变化的,光快波长,光慢波短,二者正比例变化。动系(有公转速)与静系(公转速度为 0)的波长换算关系为:220 00 0075.49999997240443862139 10gCVC CCm光在静系中走平行四边形对角线时的波长为:2222 00702cos5.49999999999999643744 1090 )gggCVCVaCVCCma。(波数为:(个)11240000000.20069501674720012300lNa,计算垂直臂位于水平臂上面时光线一个往来的波数:12N按 a 的计算,同理可得12N(个)1240000000.20069496895591814528N计算光在水平臂传播一个往来的总波数:2Na,光与地球公转同向光程:22 0000002cos1111.00110190956870913899 .(0 )gggCVC VaCVllCCm a 静系波长:2207 210 0075.5 105.49999997240443862139 10.gCVC CCm光在静系中与地球公转同向运动时的波长为:22 000 2121 00702cos5.50055092718602884424 10.(0 )gggCVC VaCVCCm a光波数:(个)2120000000.10034749642569076007lnb,光与地球公转反向光程:22 0000002cos1110.99889809043129086101 .(180 )gggCVC VaCVllCCm a 静系波长:2207 220 0075.5 105.49999997240443862139 10gCVC CCm光在静系中与地球公转同向运动时的波长为:07 2222 05.49944901762284839854 10gCVmC光波数:(个)2220000000.10034749642570601206ln总波数:(个)2212240000000.20069499285139677213Nnn纵臂与横臂波数差为:(个) ()13 121.62362 10NN1112 12NNN以上计算表明,纵臂与横臂的波数差实际可视为 0,成功解释了迈莫实验干涉条纹 0 移动现,充分证明了光速可变。
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