对证明光速不变原理的几点质疑
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首先,表明我对光速的认识:光在真空中的速度相对于光源是一个常数c,且光在真空中的传播服从伽利略速度叠加原理.
证明光速不变的四项事实。(来自百科词条)
1) 恒星光行差。
2) 恒星都是一个一个的小圆点。
3) 恒星都静止。
4) 太阳光迈克尔逊——莫雷实验。
下面我们对以上证明光速不变的几项事实一一分析;
1.任意恒星光行差都长期保持不变,证明:光行差不随时间变化,所以光速也不随时间变化。所有恒星的光行差都为20.5″角距,证明:所有恒星的光速都相同。
我们知道,光行差常数是观测者的平均运动速度v 和光速的比值,tanθ=v/c ,根据这个公式就可求得光行差(有人可能对这个公式到底是正切值还是正弦值有异议,日后讨论,不影响计算结果)。现在将用两个不同的光速值计算一下看是什么结果。
C=299792458m/s
C1=299791458m/s
C2=299732858m/s v=29800m/s
这两个光速值与光速C相差分别为1000m/s 和29800*2m/s
V/C=29800/299792458 可求得光行差为 0.0056953208°=20.50315488″角距
V/C1=29800/299791458 可求得光行差为 0.0056953398°=20.50322328″角距
V/C2=29800/299732858
可求得光行差为0.0056964533°=20.50723188″角距
由此可见,光速值如果没有太大的变化对光行差的影响很小,如果测量精度不够,很难测出其差值。以此对光速不变的证明是行不通的。
2. 某恒星发来两种光速的光线如果两条光线的光速差为13米/秒,则这颗距离为30光年的恒星,就同时在角距为10′的A和B两个位置上。光速连续比间断变化的可能性大得多,如果恒星光速是在C和c的范围内连续变化的,则看起来,该恒星应该是:长度为10′角距的线段。
对于这一条,百科词条中是采用的反证法,其实,大家都可以看出,这个完全可以使用光行差公式简单的计算出来,而百科词中条却用了反证法,绕来绕去,将恒星的视运动绕成恒星的真运动,最终得出一个角距为10′的错误结论。通过我们对1的分析,可知光速差为13m/s的两个光速,其光行差差值可以完全忽略。要不你亲自算算,看看什么结果。恒星发射两种光速的光线,最有可能的就是核爆炸冲击波引起的,而核爆冲击波的速度也只不过区区200米,也就是说,两种光速的差值也就200米,光行差差值同样也是小的可以完全怱略。
3. 恒星都静止,证明:所有恒星的光速都不随时间变化,都始终恒为常数c不变。 这是因为如果光速不断变化,则看起来恒星必然是运动的。证明方法与上述类似,不再重复。
对于这一条,大家同样可以参考1和2,根据光行差同样可以解释,即便光速不断变化,星星也最多眨眨眼,怎么会是运动的。
4. 太阳光迈克尔逊——莫雷实验证明:太阳光的光速不变。
迈克尔逊——莫雷实验的依据是:光速=波长×频率 ,光波长和频率都是根据光干涉条纹确定的。根据‘杨氏双缝干涉实验’干涉条纹之间的间距,能够独立推算出‘光波长’,自然可确定‘光频率’。这样推算确定的光波长和频率的乘积为常数,即不同颜色光的波长和频率的乘积相等;而且乘积数值等于检测的‘光速值’;从而充分证明:‘光速=波长×频率’成立。迈克尔逊和莫雷通过长期多次分别检测,来自不同方向的阳光的光速,充分证明:阳光的光速不变。
对于这一条,我在网上始终没有找到太阳光迈克尔逊——莫雷实验,不做评论,我们可以通过迈莫实验,分析一下,没仔细看过这个实验的先到百科词条了解一下。
两人在做这个实验时,当时的人们已经认为,光在真空(以太)中的速度是不变的,认为光的传播和声音的传播是一样的,所以才得出和实验事实完全不同的结论。
下面我们就依照“光在真空中的速度相对于光源是一个常数c,且光在真空中的传播服从伽利略速度叠加原理.” 来证明一下光的多普勒效应公式,看结果是否和实验符合。有人可能说,这个公式相对论已经证明出来了,而且完全和实验吻合,先别急,等下再说。为了看的清楚一点,证明过程中采用了分数,看起来比较直观,下面是截图:
http://s7/mw690/002SKNxjzy7avXPjp4256&690
这就充分说明:波的传播速度只要相对于光源是一个常数c,且光的传播符合伽利略速度叠加原理,其多普勒效应接收装置和发送装置的移动就是等价的,和有没有介质无关。
如果用上面的方式按照光在真空中的传播速度不变计算的话,得出的公式就是机械波的多普勒公式,也就是说,光源移动和接受装置移动不是等价的。
那么我们不尽要问,相对论公式是依照光在真空中的速度不变得来的,这个是依照光在真空中的速度相对于光源不变得来的,怎么会有相同的结果,有人可能会说,这是相对论公式在低速运动时的近似值,问题就出在这儿,如果按照光在真空中的速度相对于地面(参照系)不变,计算出来的结果,应该是f(c+v1)/(c+v2), 就是说光源移动和接受装置移动不是等价的。
由此得出:相对论光的多普勒效应公式是将依照光速叠加计算的多普勒效应公式修正得到的。也就是说相对论光的多普勒效应公式中同样使用了光速叠加。

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