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关于实验的第二篇,谢谢吧主和各位朋友

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几十年来,我做了很多实验,有些实验的难度很大。今天这个实验非常简单,但是非常明确的验证了相对性假设问题。
我先说一下整体思路。这个实验需要三个重要因素,第一,需要一个符合条件的车厢惯性系;第二,需要一个稳定的光源;第三,需要极精密的观测系统。其中最关键的,就是寻找一个符合条件的车厢惯性系。
理想的车厢惯性系需要什么条件呢?一,车厢空间要极大,二,车厢的速度要极大,三,车厢惯性系可以静止,也可以做各种速度的匀速直线运动,方便比较光束传播情况。
在这个实验中,我选择地球作为理想的车厢惯性系,这是因为,地球符合理想的车厢惯性系的三个条件。第一,地球空间极大,第二,地球运动速度极大,地球绕太阳公转速度大约是30公里/秒。关键是要对地球的公转运动进行分析和利用,使之符合理想车厢惯性系的第三个条件,既可以有静止状态,又能够做匀速直线运动,进行观测比较。 图31.略
地球围绕太阳自西向东公转,在每段很短的路程中,可以看作是匀速直线运动,可以作为一个理想的车厢惯性系来研究。2.略3.
我之所以选择地球作为惯性系,是因为地球公转速度很大,能够在固定光源发出光束照射到''车厢顶板''的短暂时间内,地球能够走一段较大的距离,如果光束的照射光斑的位置有变化,就容易测量出来。也就是说,地球在A点、B点和D点,固定光源垂直于X轴发出光束,如果光束都是按照几何学的垂直方向传播,照射光斑的位置不变,那么,相对性假设对光线传播路径的论述就是正确的 m m。否则,就是错误的。
用一个现实生活中的情景,可以描述相对性假设与我的假设的区别:一个固定不动的手电筒,光束照射在南边的墙壁上,爱因斯坦认为,只要手电筒位置不变,这束光的照射光斑的位置也不会改变。我的假设完全相反,我认为,虽然手电筒位置固定不动,但是这束光照射光斑的位置是有变化的,因为地球在运动,把光束甩在后方了,只是变化非常微小,我们看不出变化。爱因斯坦认为,地球是个惯性系,光束是随着地球一起运动的,不会被地球甩在后面。我认为,光束不受惯性系影响,光束没有随地球运动。这样看来,相对论似乎更符合我们的生活常识。接下来就是做这个非常简单的实验,区别只是把手电筒换成发光更稳定的激光器而已。我希望通过这个实验,验证相对论的基础是否正确。一百多年来,我们一直没有做过这个重要的验证。
这个实验的具体方法是这样的。地球在B点时和在D点时,在X轴上的速度都是30公里/秒,地球运动方向相反,如图3。也就是说,同一个地球,都是做匀速直线运动,速度大小相同,只是方向不同。地球在B点时和D点时,固定光源垂直于运动方向发出光束,我们观察光束的照射光斑的位置是否有变化。如果相对性假设是正确的,光束就会随着地球惯性系一起运动,那么,地球在B点和D点时,光束都是按照几何学的垂直方向传播,光源相当于垂点,根据几何学知识,通过垂点有且只有一条垂线,所以,地球在B点和D点时,光源发出的光束路径是重合的,光束的照射光斑位置就没有任何变化。反之,如果激光器发出的光束不受地球惯性系影响,那么,地球在B点和D点时光源发出的光束就会落后于运动的地球,光束传播路径是不重合的,对应的光斑位置就会不同。所以,这个实验就是观察两个光斑之间是否存在距离,并进行测量。
相对论的相对性假设的验证实验
实验目的: 验证相对性假设的光线传播路径
实验器材与设施:
1. 地球 2. 一个激光发射器,功率200mW,发射波长为650nm. 3. 一个凹面镜,焦距6.5cm 4. 一个可以调节位置的屏幕。 5. 一所南北 长度25米左右的实验房间。
实验步骤:
1.在南北长度25米的实验室内,安装激光发射器。
2.激光器固定于实验室内北端,由北向南发射一束激光。射出光束的直径为3mm,激光光斑颜色为红色。
3.在实验室南端,距离激光发射器20米,固定一个凹面镜。凹面镜与激光光束呈45度角,斜对激光光束。激光光束照射于凹面镜上,在凹面镜面上形成一个照射光斑。
4.在距离凹面镜适当的位置,设置一个固定屏幕,光斑经过凹面镜反射以后,再投射到屏幕上。激光光斑经过凹面镜反射以后,投射到屏幕上的激光光斑的面积扩大,调整屏幕与凹面镜的距离,使屏幕上的光斑直径扩大到30cm。
5.在这个实验中,我们相当于设计了一个车厢高度20米的车厢惯性系,车厢惯性系的速度是30公里/秒。凹面镜的作用是把光斑位置的微小变化进行放大,方便观察和测量。(字数限制,写不开了,谢谢)


IP属地:山东来自Android客户端1楼2024-11-08 13:06回复