在实验室测量粒子通过一段真空管道的时间计算,争论太多,也就是他们各自属于哪个参照系的问题。这些时间都是间接计算得到的,能不能直接测量出这段时间呢,现有的科技完全有可能了。下面就是我的设想方案。
设想一个实验,就是首先直接测量出加速器中粒子的在通过一段真空管时运动时间,真空管是固定的长度,时间测量出来了,直接用长度除以时间就可得出粒子的运动速度了。有能力的单位不妨做做看。
测量加速器中出来的粒子速度。需要的设备较少,要两台感应器,一个双踪示波器即可。测量方法,是让从加速器中出来的粒子经过一根绝缘的真空管,在粒子进入真空管时被感应器感应发射出信号,送到双踪示波器。在粒子离开真空管时又被感应器感应,再发射出信号也送到双踪示波器上,为了避免超光速带来的信号误差,这两个信号不加在一个线条上,这样就可以在信号出现的位置判断信号的先后。在双踪示波器的两条线上都要加上时间标准信号。读出两个感应信号的时间坐标差,就可直接测量出粒子在真空管中通过所用的时间。
操作要点:双踪示波器的信号线要是等长线,如果使用无线信号,那么示波器必须放置在真空管的中间位置。原理如图所示
说明,使用双踪示波器,一方面是可以直接读出微小的时间间隔,另一方面是避免时间信号与物体运动信号的干扰。使用感应器发射物体到达的信号,避免物体本身运动速度对光信号运动速度的影响。当然感应器可以使用粒子计数器。
我在图中标示的时间,是实验室中的时间。只是在示波器上,显示器上的时间起点与粒子上的信号发生的起点不一致,接收到粒子运动信号时发出一个信号,这个信号会向周围传递,在粒子发出第一个信号时,信号的传递方向是向前,在粒子发出第二个信号时,信号的传递方向是向后,由于它们的距离是相同的,所以信号传递所用的时间相等,又由于传递的方向不同,他们的时间抵消了。示波器上显示的时间差就等于粒子的运动时间。
这个实验的最大难点,是需要有粒子加速器提供的加过速粒子。其他好像都容易找到。