超光速实验的一个新方案
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光速的测量方法与实验光速是自然界中最基本的物理常数之一,它在科学研究和工程技术中具有重要的意义。
然而,要准确测量光速并非易事,科学家们历经多年的努力,才找到了一些可靠的测量方法和实验。
一、Fizeau实验19世纪法国物理学家Fizeau提出了一种测量光速的方法,即通过光在流动介质中的传播速度来间接测量光速。
他利用旋转的齿轮将光束分成两部分,一部分照射到远处的反射镜上,然后经过反射回到齿轮上,再次通过齿轮返回到观察者处。
另一部分光束则直接从齿轮上射出,经过反射后返回观察者处。
当齿轮转动时,由于光在流动介质中的传播速度会受到影响,使得两束光的相对传播时间发生变化。
通过测量这个时间差,结合齿轮的转速和齿轮上的齿数,就可以计算出光在流动介质中的传播速度,从而得到光速的近似值。
二、Michelson实验美国物理学家Michelson也提出了一种测量光速的方法,即通过干涉仪来测量光的传播时间。
他使用了一种被称为Michelson干涉仪的装置,它由两个相距较远的半透明镜片和一个反射镜组成。
当光通过干涉仪时,会发生干涉现象,形成一系列明暗条纹。
通过调节干涉仪的镜片,使得明暗条纹的位置发生变化,从而可以测量出光的传播时间。
结合干涉仪的尺寸和光的波长,就可以计算出光速的近似值。
三、现代实验随着科学技术的进步,现代实验中也出现了一些新的测量光速的方法。
例如,利用激光脉冲和高速相机,可以测量光在空气中的传播时间。
通过测量激光脉冲从发射器到接收器的时间差,再结合发射器和接收器之间的距离,就可以计算出光速的近似值。
此外,还可以利用光纤传输技术来测量光速。
通过在光纤中传输光脉冲,并测量光脉冲的传播时间和光纤的长度,就可以得到光速的近似值。
总结光速的测量方法与实验经历了多个阶段的发展,从Fizeau实验到Michelson实验,再到现代实验,科学家们不断探索和改进,为测量光速提供了多种可靠的方法。
这些方法不仅在科学研究中具有重要意义,也广泛应用于工程技术领域。
科学家再次提出新奇构想:利用黑洞给飞船加速,可以接近光速人类如何飞向宇宙深处,一直是困扰科学家的巨大难题。
茫茫宇宙至少有直径940亿光年的广袤空间,而我们人类却仅仅探索了一百多亿公里,差的不是一星半点。
目前来说,限制我们探索范围的,不是宇宙太大,而是我们太慢。
宇宙中最快的光速每秒有30万公里,而我们的飞行器才只能达到几十公里而已,还有差不多一万倍的提升空间。
因此,如何提高航天器的飞行速度,是目前科学家研究的重点。
现在科学家最常用的给飞行器加速的方法,就是引力弹弓效应。
也就是春节期间《流浪地球》里展示的,利用木星等天体的公转动量“拖拽”航天器,给航天器加速。
不过,在宇宙中,被木星大得多的天体比比皆是,我们是否可以利用它们呢?科学家指出,这是可以的。
而且,既然要用巨大的天体,不如一步到位,就用黑洞吧!美国哥伦比亚大学的天文学家大卫·基平提出的新理论,吸引了很多人的目光。
他认为,人类未来或许可以借助黑洞的力量,来完成对航天器的加速。
他还认为,如果宇宙中有先进的外星文明存在的话,他们或许已经开始利用这样的加速方式了。
不过,在基平的猜想中,航天器的加速并不是利用黑洞的引力弹弓效应,而是利用黑洞的引力镜效应。
近些年来,科学家发现,传统上认为可以吞噬一切的黑洞,并非是单纯地只吃不吐,也不是所有的物质都照单全收。
在黑洞的引力镜区域,光子在射到黑洞时,并不会被黑洞吞噬,而是像遇到镜面一样被反弹回去。
同时,这还不是简单的反弹,光子还会获得一小部分黑洞的能量。
不过,这对于黑洞来说,也提出了一点要求。
因为,引力镜不是很容易出现的,必须是双黑洞系统才可以。
基平指出,在银河系中,黑洞的数量大约在1亿个。
其中,至少有100万对双黑洞。
因此,人类想要利用银河系的双黑洞系统给航天器加速,也不是特别的难,相当于银河系分布了100万个加速站。
同时,这个加速过程,对航天器本身来说,也有一定的要求。
首先,航天器必须有相应的设备,才能够实现利用这个原理来加速的目的。
超光速试验方案探讨裴元吉【摘要】本文提出了一种试验方案,探讨电子的速度超过光速的可能性.%This paper presents an experimental scheme to investigate the possibility of electron velocity exceeding the speed of light.【期刊名称】《前沿科学》【年(卷),期】2017(011)002【总页数】3页(P22-24)【关键词】带电粒子;动力学;狭义相对论;超光速【作者】裴元吉【作者单位】中国科学技术大学国家同步辐射实验室,合肥230029【正文语种】中文【中图分类】O4到目前为止,带电粒子动力学都是建立在光速为极限的条件下,即以狭义相对论动力学为基础的。
尽管目前所建造的加速器尚未发现与这一基础理论有矛盾之处,但是设定所有测试粒子运动参数的方法的理论基础也是以相对论为基础的,因此既便有矛盾也很难发现。
为发现是否存在矛盾,我提出一种试验方法也许可发现一些疑点,如若果真发现,那可以深入开展研究其原因。
图1是试验方案所用的装置布局示意图。
图中电子枪是能产生能量为数兆电子伏特、束团长度为ps(10-12秒)级的电子枪(如光阴极微波电子枪、外置阴极独立调谐微波电子枪等);加速管1、加速管2是常规加速结构(其相速度分别为接近1和等于1),它们将电子束加速到电子束的相对能量γ=100,即电子束的速度达到0.99995c(c是光速);加速管3是采取特殊设计的加速管,使其波的相速度大于光速;磁分析铁1、磁分析铁2和其后面的荧光靶是用于束流能量测量的装置,其能量分辨好于0.1%;束流垃圾箱是用于吸收电子束的装置,以免对环境造成影响;K1是为常规加速管提供微波功率的器件,其脉冲功率约为50MW,K2是为超光速相速加速管提供微波功率的器件,其输出功率为25MW;IAФ是用于调节进入加速管3微波功率的相位和功率的元件。
如何实现超光速运动苏州大学物理系老校友朱德生爱因斯坦的狭义相对论认为,宇宙中物体运动的极限速度是光速,任何物体的运动速度都无法超越光速。
这因为,由狭义相对 论导出的运动物体的坐标变换公式、速度变换公式,以及物体的运动质量m 与它的静止质量0m的关系,都含有因子1-。
( 因子中的v 为物体的运动速度,c 为光速。
) 。
这说明,如果物体的运动速度达到或超过光速,因子1-即成虚数,这是不现实的。
现代对粒子加速的实验也证明,随着被加速粒子的速度越来越大,对粒子的加速也越来越困难,这说明物体运动速度不能超越光速是有依据的。
爱因斯坦1905年发表狭义相对论,至今已有一百多年。
在这一百多年内,人类对宇宙的认识有了很大的提高。
越来越多的事例说明,宇宙中存在许多超光速动的实例,特别是宇宙形成初期的大爆炸和宇宙暴胀的过程中,宇宙时空的膨胀速度是远大于光速的。
宇宙大爆炸从开始到结束,大约经历了-3510s 。
在这段时间内,宇宙的膨胀速度约为2010m s ,是远大于光速8310m s⨯。
而在之后35331010s s --的宇宙暴胀的过程中,宇宙膨胀的速度为4410m s 更是远大于光速的。
即使从宇宙形成到现在共约127亿年中,宇宙的半径从几乎为零,扩张到现在的半径465亿光年,宇宙的整体膨胀速度为3.66c ,也是大于光速的。
现在科学技术界热衷于研究的量子纠缠中的信息传递,研究发现,它是以超越光速的速度传送。
另外,由量子力学得出的宇宙中虫洞,如果能穿越它,从宇宙一边,穿越到宇宙的另一边,几乎是瞬时的。
也就是说,穿越虫洞也是超光速的。
爱因斯坦的狭义相对论,是建立在电磁相互作用基础上的。
也可以说,它是仅适用于电磁场的专用理论。
自狭义相对论发表至今,没有任何实例证明,它同样适用其他相互作用。
也没有实例证明,它也适用于非相互作用的宇宙中的其他运动。
所以,上面所说的时空膨胀等运动,是不受狭义相对论限制,可以超光速的。
下面来简要介绍,如何使物体作超光速运动。
势垒中超光速现象的研究嘿,朋友们!今天咱来唠唠一个挺神奇的事儿——势垒中超光速现象的研究。
这玩意儿啊,听起来就特别高深莫测,感觉离咱们的日常生活老远了,但其实啊,它背后藏着好多有趣的秘密呢。
啥是势垒呢?简单来说啊,势垒就像是一道无形的“墙”。
想象一下,你要从一个地方到另一个地方,中间却横着这么一道墙,拦住了你的去路。
在微观的物理世界里,粒子也会遇到类似的情况。
比如说电子,它在运动的时候,有时候就会碰到这种势垒。
一般情况下啊,按照咱们平常的理解,粒子要是能量不够,那肯定就被这道“墙”给挡住了,过不去呗。
可神奇的事儿就来了,在某些特定的情况下,粒子居然有一定概率出现在势垒的另一边,就好像它突然“穿越”过去了一样,这就是所谓的量子隧穿效应。
而势垒中超光速现象就和这量子隧穿效应有点关系。
你想啊,按照常理,速度是不能超过光速的,这可是物理学里的一个基本规则。
但在势垒这个特殊的环境里啊,好像出现了一些不一样的情况。
科学家们在研究的时候发现,在势垒中,粒子似乎能够以一种超光速的方式“穿越”过去。
这可把大家给惊到了!怎么回事儿呢?难道物理学的基本规则在这儿不管用啦?其实啊,这里面的门道还挺多的。
虽然从某种意义上看,粒子好像是超光速了,但这和咱们传统理解的超光速还不太一样。
它并不是真的在空间中以超过光速的速度飞奔,而是在这个特殊的势垒环境下,出现了一些让人意想不到的现象。
从数学和理论的角度去分析呢,这涉及到一些复杂的量子力学知识。
简单点说啊,就是在微观世界里,粒子的行为和咱们宏观世界里的东西不太一样,它们有时候会做出一些让咱们觉得匪夷所思的事儿。
势垒中超光速现象的研究,对于我们认识微观世界有着非常重要的意义。
它让我们知道,原来在那个小小的微观领域里,还有这么多奇妙的现象等着我们去探索。
就好比我们一直以为自己对这个世界已经很了解了,结果突然发现,还有好多好多我们不知道的秘密藏在那些不起眼的小角落里呢。
而且啊,这个研究说不定在未来还能给我们带来很多实际的应用。
超光速传播的研究报告 摘要: 本研究报告旨在探讨超光速传播的现象以及相关的理论和实验研究。通过对超光速传播的定义、原理和可能的应用进行分析,我们得出结论:尽管目前对超光速传播的研究还处于初级阶段,但它具有巨大的潜力在通信、信息传递和物理学等领域产生重要影响。
引言: 超光速传播是指信息或能量以超过光速的速度传播的现象。在相对论的框架下,光速被视为宇宙中最快的速度,然而,近年来的研究表明,在某些条件下,超光速传播是可能的。这一现象引起了广泛的关注,并激发了学术界对其原理和应用的研究兴趣。
一、超光速传播的定义和原理 超光速传播的定义是指信息或能量在介质中以超过光速的速度传播。在经典物理学中,光速被认为是绝对不可逾越的极限,然而,量子力学和相对论的发展推翻了这一观念。根据量子力学的理论,虚拟粒子和量子纠缠现象可能导致信息的超光速传播。而相对论的扩展则提出了时空弯曲和超光速传播的可能性。
二、超光速传播的实验研究 目前,关于超光速传播的实验研究主要集中在量子纠缠和超导材料等方面。量子纠缠是指两个或多个粒子之间存在一种相互关联,当其中一个粒子发生改变时,另一个粒子会立即做出相应的变化,即使它们之间的距离很远。这种现象违背了光速限制,被认为是超光速传播的一种可能机制。实验研究已经证实了量子纠缠的存在,并通过纠缠态之间的信息传递验证了超光速传播的可能性。 另一方面,超导材料的研究也为超光速传播提供了一种途径。超导材料在低温下具有零电阻和磁场排斥的特性,且其内部存在着超导电流。实验观察到,当超导电流通过材料时,它的传播速度可以超过光速。这一现象被解释为超导电流的相位速度超过了光速,从而引发了对超光速传播的研究兴趣。
三、超光速传播的潜在应用 超光速传播的研究不仅仅是理论物理学的一个问题,它还具有广泛的潜在应用。首先,超光速传播可以在通信领域中产生重要影响。传统的通信方式受限于光速的限制,而超光速传播可以实现更快速的信息传递,从而提高通信效率和容量。其次,在信息处理和计算领域,超光速传播可以用于实现更快速的计算和数据处理。此外,超光速传播还可能为物理学的研究提供新的视角和方法,进一步推动科学的发展。
物理学实验:测定光速的实验方法一、背景介绍光速是自然界中最基本的物理常数之一,它是电磁波在真空中传播的速度。
准确测定光速对于科学和技术的发展至关重要。
本文将介绍几种常用的实验方法来测定光速。
二、弗劳恩霍夫干涉法弗劳恩霍夫干涉法通过利用等待时间差产生干涉条纹进行测量,具体步骤如下:1.设置一个透镜或反射镜并将其分为两个部分。
2.在两个部分之间插入一个样品,使光束通过样品并产生少许延迟。
3.调整透镜或反射镜上的物体和像距离,以便在屏幕上观察到明亮和暗淡的交替条纹。
4.测量不同位置的条纹位置,并计算出不同位置之间的时间差。
5.根据已知样品长度和时间差,可以计算出光速值。
三、费曼油滴实验费曼油滴实验通过观察油滴在电场中的运动来测量光速,具体步骤如下:1.将一小滴油滴悬挂在导线上,并使其平衡静止。
2.打开电场并观察油滴在电场力作用下的偏转运动。
3.测量油滴在不同电场强度下的位移和时间。
4.利用公式计算出光速与电场强度之间的关系。
5.根据已知电场强度,可以计算出光速值。
四、迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪通过利用干涉现象来测量光速,具体步骤如下:1.将一个定向半反射镜和一个移动平面镜组成迈克尔逊干涉仪。
2.调整干涉仪直到观察到明亮和暗淡交替出现的干涉条纹。
3.测量移动平面镜相对于固定半反射镜的位移以及条纹变化所需的时间。
4.根据已知实验装置长度和时间差,可以计算出光速值。
五、其他方法除了以上介绍的方法外,还有许多其他方法可以测定光速。
例如,利用雷达系统测量电磁波在空气中的传播速度,利用光纤中的信号传输时间来计算光速等。
六、结论通过这些实验方法,科学家们能够准确地测定光速的数值。
同时,这些实验方法也为我们提供了更深入理解光传播和电磁波性质的机会。
以上就是几种常用的测定光速的实验方法,不同方法有各自适用的场合和精度要求。
科学家们借助这些方法不断改进技术并推动物理学领域的发展。
对光速的四种测量方法光速是一个极其重要的物理常数,它是现代物理学的基石之一。
光速的值约为每秒299,792,458米,是一个非常高的数值。
在过去,人们一直在寻找一种简单而有效的方法来测量光速,以便更好地了解它的性质和限制。
本文将介绍四种测量光速的方法,这些方法都是现代物理学中常用的。
1. 洛伦兹变换洛伦兹变换是测量光速最著名的方法之一。
它是在相对论中引入的,用于描述光在不同参考系中的行为。
洛伦兹变换将一个物理量(如时间或位置)与另一个物理量(如光速或相对速度)联系起来,使得它们可以被视为同一个物理量的不同表达方式。
在经典物理学中,人们可以通过观察光的行为来确定光速。
例如,观察一个光源发出的光,并记录光源的位置和运动状态。
在相对论中,洛伦兹变换使得光的行为不再是简单的直线传播,而是受到时空弯曲的影响。
这种变化可以通过测量光的速度来确定。
2. 迈克尔逊-莫雷实验迈克尔逊-莫雷实验是测量光速的经典方法之一。
该实验使用干涉仪来测量光的传播速度,并利用迈克尔逊原理来确定光的路径。
当光线通过一个迈克尔逊干涉仪时,它将分解成两个束,一束垂直于干涉仪平面,另一束平行于干涉仪平面。
如果两束光线的波长相同,则它们将在干涉仪中相遇,形成干涉条纹。
如果光线的波长不同,则它们将在不同的位置相遇,导致干涉条纹的出现位置不同。
莫雷实验中,一个光源通过迈克尔逊干涉仪,并测量干涉条纹的出现位置。
如果干涉条纹的出现位置与通过干涉仪的光速相同,则干涉条纹的波长相同,这意味着光线的传播速度相同。
反之,如果干涉条纹的出现位置与通过干涉仪的光速不同,则干涉条纹的波长不同,这意味着光线的传播速度不同。
3. 激光测距激光测距是测量光速的最新方法之一。
激光测距使用激光束来测量物体的距离,并利用激光束的传播速度来确定物体的速度。
当激光束照射到物体上时,它会发生反射和折射。
测量反射和折射的延迟时间,可以确定激光束与物体之间的距离。
然后,利用激光束的传播速度来计算物体的速度。
量子纠缠超光速通信的方法
量子纠缠超光速通信是指利用两个量子纠缠的粒子之间的相互作
用来进行信息传递,从而实现超光速通信。
这种方式的通信速度远远
超过其他的通信方式,因为它不受光速限制。
量子纠缠是一种奇特的量子现象,描述的是两个或更多个粒子之
间的相互依赖性。
这种依赖性是非常特殊的,因为这些粒子之间的相
互作用是瞬间的,无论它们之间的距离有多远。
也就是说,如果一个
粒子发生了变化,那么它与它纠缠的粒子也会立刻发生变化,即使它
们之间的距离很远。
利用量子纠缠超光速通信,我们可以让这两个量子纠缠的粒子作
为通信信道来传输信息。
假设我们有两个在地球之间的量子纠缠粒子,我们可以对其中一个粒子进行操作,从而传递信息到另一个粒子上。
这种通信方式的优点是速度快,因为它不需要经过中继站或信道传输,而且它非常安全,因为只有受到纠缠的粒子才能接收到信息。
不过,实现量子纠缠超光速通信的难度非常大,需要先通过实验
建立起纠缠链路,然后再进行通信。
此外,在这种方式下,我们也无
法控制信息的接收方,因为只有受到纠缠的粒子才能接收到信息,而
且我们也无法确定接收方是否已经接收到信息。
因此,这种通信方式
仍然需要更多的研究和技术突破。
光速是否与光源运动速度相关的验证实验方案摘要:本文介绍一种原理简单的实验方案,采用现有工程技术可以达到的手段,验证光在空气中的传播速度是否与光源的运动速度相关。
本文使用的实验方法部分与美国物理学家Wallace Kantor曾经做过的光速实验有相同之处,但在验证手段上原理更加简单,不必借助迈克尔逊干涉仪,消除了实验结果方面的不确定因素,从而在这个问题上可以通过实验给出一个明确和无可争议的答案。
关键词:光速;运动光源;狭义相对论;Wallace Kantor光速实验引言狭义相对论认为,光传播的速度与光源的与观测者之间的相对运动速度无关。
如果静止光源发出的光线照射在相对运动的镜面上,经运动镜面反射后发出的光线,光速仍然为恒定值c,只是光波的频率会发生变化(多普勒效应),红移或紫移的量可由洛仑兹变换计算得出,(这方面的相关论文很多,此处不再复述)。
另一方面,如果以光的粒子发射学说观念来看,光速不可能相对于任何参照系都是同一数值。
如果光相对于光源本身的速度为c,则相对于其它相对运动的参照系的速度则应为c±v。
光在运动镜面上的反射,相当于弹性小球与运动平面的碰撞,根据弹性碰撞原理,垂直反射后的光速等于光速c加上镜面运动速度的2倍,即c’=c+2v(也可以等价地这样认为,当镜面以速度v运动的时候,镜子里的光源虚像相当于一个新的光源,而这个光源的运动速度为2v)。
由于光的速度c数值很大(c≈3×108米/秒),而现实中的运动光源的速度v 相对都很小,在现有的实验条件下,要准确地测量运动光源的光速是否有所不同是非常困难的。
本实验的设计,是试图利用现有工程技术可以达到的方法,得到确切的观测结果,即:经运动的平面镜反射后的光,其光速是否恒定不变。
实验原理实验基本原理非常简单,如上图所示。
两束激光分别经过一个静止的反射静(用于对比)和一个高速运动的反射镜反射后,经过同样的传播距离,到达于遥远距离上的观测点。
科技日报/2010年/11月/10日/第008版专题未来人们也许可以乘坐超光速宇宙飞船移民天秤座的红矮星葛利斯周围的类地星球。
要达到这一目标,我们首先需要了解——超光速研究的现状与未来本报记者曹丙利外星人是否来过地球?人类何时才能实现遥远的太空旅行梦想?如果有一艘超光速的飞船,也许一切问题就都有了答案。
然而由于理论框架和实验手段的局限,对超光速的看法一直存在争议。
中国传媒大学的黄志洵教授从事超光速的研究多年,先后出版了《超光速研究——相对论,量子力学,电子学与信息理论的交汇点》(科学出版社,1999)、《超光速研究新进展》(国防工业出版社,2002)、《超光速研究的理论与实验》(科学出版社,2004)、《超光速研究及电子学探索》(国防工业出版社,2008)等4部学术专著,并分别在第11期和15期《前沿科学》上发表了《超光速宇宙航行的可能性》和《超光速实验的一个新方案》两篇论文。
日前记者对黄志洵教授进行了专访,试着为您揭开超光速的神秘面纱。
记者:大家都知道爱因斯坦的狭义相对论已说过光速不可超越。
您为什么仍然坚持进行超光速的研究?黄志洵:2007年12月26日宋健院士在写给国防科技大学谭暑生教授的信中有几句话:“说光速不能超过使航天人很不安。
有人讲逛遍太阳系后我们无事可做了,怎么宇航?”另一位航天专家,中国运载火箭研究院12所的老科学家林金教授在今年10月16日召开的第三届现代基础科学发展论坛上作学术报告时指出,传统的相对论理论对航天领域中的有关问题未能给出满意的答复。
他用惯性导航理论进行计算证明,飞船相对于惯性坐标系做加速飞行只要时间够长,飞船相对于惯性系的速度可以超过光速。
10月1日我国发射了嫦娥2号探月卫星,3年以后还将发射嫦娥3号,将来也会开展对火星和金星的探测。
英国行星学家曾经预测,在我们的银河系至少有不少于3.5%的星球可能存在生命,而2010年9月,美国天文学家们的一项新发现似乎证明了他们的这一理论。
出纳岗位劳动合同6篇篇1甲方(用人单位):____________________乙方(员工):______________________鉴于甲、乙双方的共同意愿,根据《中华人民共和国劳动法》及相关法律法规的规定,为明确双方的权利义务关系,达成以下劳动合同:一、工作内容及职责1. 乙方担任甲方的出纳岗位,负责甲方的财务出纳工作。
2. 具体职责包括但不限于:现金管理、银行结算、票据管理、财务报表编制等。
二、工作时间和地点1. 工作时间:按照甲方的规定执行,具体上下班时间根据甲方实际情况安排。
2. 工作地点:甲方公司所在地。
三、薪酬待遇1. 乙方的工资标准为_____元/月,甲方按照此标准支付乙方工资。
2. 甲方按照国家及地方规定为乙方缴纳社会保险。
3. 乙方享有国家规定的法定节假日休息及带薪年假等福利待遇。
四、劳动纪律和规章制度1. 乙方应遵守国家的法律法规、甲方的劳动纪律和规章制度。
2. 乙方应保守甲方的商业秘密,不得泄露或擅自使用甲方的商业秘密。
3. 乙方违反劳动纪律或规章制度的,甲方有权按照相关规定进行处理。
五、合同期限1. 本合同自_____年___月___日起至_____年___月___日止。
2. 合同期满,如双方继续合作,可续签合同。
六、合同解除和终止1. 双方协商一致,可以解除本合同。
2. 乙方有下列情形之一的,甲方可以解除本合同:(1)严重违反劳动纪律或甲方规章制度的;(2)严重失职、营私舞弊,给甲方造成重大损害的;(3)同时与其他用人单位建立劳动关系,对完成甲方的工作任务造成严重影响或经甲方提出,拒不改正的。
3. 有下列情形之一的,本合同终止:(1)合同期满不再续签;(2)乙方开始依法享受基本养老保险待遇的;(3)甲方被依法宣告破产的;(4)法律、法规规定的其他情形。
七、违约责任及赔偿1. 双方违反本合同约定的,应承担违约责任,支付违约金并赔偿损失。
2. 乙方违反本合同约定的保密义务,给甲方造成损失的,应承担赔偿责任。
第1篇一、实验背景光速作为自然界中最为基础的速度之一,一直是物理学研究的重要对象。
自伽利略以来,人类对光速的认识经历了漫长的历程。
经过科学家们的不断探索和实验,光速的数值被精确测量,并得到了广泛认可。
本实验旨在通过一系列实验方法,对光速进行测量,并验证其数值的准确性。
二、实验目的1. 了解光速测量方法的发展历程;2. 掌握光速测量的基本原理;3. 通过实验,验证光速数值的准确性;4. 分析实验误差,探讨光速测量技术的改进方向。
三、实验方法1. 利用迈克尔逊干涉仪进行光速测量;2. 采用光频法进行光速测量;3. 通过测量激光脉冲在介质中的传播时间,计算光速。
四、实验结果与分析1. 迈克尔逊干涉仪法实验采用迈克尔逊干涉仪,通过测量干涉条纹的移动距离,计算出光速。
实验结果显示,光速为299,792,458 m/s,与理论值基本吻合。
2. 光频法实验采用光频法,通过测量光波的频率和波长,计算出光速。
实验结果显示,光速为299,792,458 m/s,与理论值基本吻合。
3. 激光脉冲法实验采用激光脉冲在介质中的传播时间,计算光速。
实验结果显示,光速为299,792,458 m/s,与理论值基本吻合。
通过对三种实验方法的对比分析,我们可以得出以下结论:(1)光速在真空中的数值为299,792,458 m/s,与理论值基本吻合;(2)实验结果具有较高的一致性,说明光速测量方法具有较高的准确性;(3)实验误差主要来源于测量仪器的精度和实验操作,可通过提高仪器精度和规范实验操作来降低误差。
五、结论1. 光速是自然界中最为基础的速度之一,其在真空中的数值为299,792,458 m/s;2. 通过迈克尔逊干涉仪、光频法和激光脉冲法等实验方法,我们可以准确测量光速;3. 实验结果表明,光速测量方法具有较高的准确性,为物理学研究提供了有力支持;4. 在今后的研究中,应继续提高光速测量技术的精度,为人类探索宇宙、发展科技提供有力保障。
超光速实验的一个新方案黄志洵(中国传媒大学信息工程学院,北京100024)摘要:Einstein 的理论并非神圣不可侵犯,超光速将开启新物理学的大门,而自1955年以来一系列理论与实验研究企图发现超光速现象,多个实验显示超光速是可能的。
本文在回顾1955年至2009年的研究后,得到“超光速是可实现的科学陈述”的结论。
因此,狭义相对论关于“没有可以超光速行进的事物”的说法归于无效。
飞出太阳系是人类长久以来的理想,飞行速度最好达到光速或超光速。
当然这很难做到,但也不是绝对不可能。
1947年超声速飞机试飞成功突破了“声障”一事已成历史,而可压缩流力学似可用到超光速研究中来,即以空气动力学成就作为突破“光障”的参考。
从理论上讲研究“量子超光速性”是很重要的,具体包含两个方面:量子隧穿及量子纠缠态,它们分别对应小超光速(/v c <5)和大超光速(/v c >104)。
现时的超光速研究可考虑用圆截面截止波导(WBCO )来改造直线加速器,再检验电子的运动;亦即用量子隧穿以实现超光速,而在经过势垒之后波和粒子的能量减弱。
这与突破声障的情况(例如Laval 管)相似。
为了研究飞船以超光速作宇宙航行的可能性,必须尝试使中性粒子(中子、原子)加速运动并达到高速。
然而现实是不存在中子加速器,因此发现以超光速运动的电子(奇异电子)是科学家不妨一试的实验课题。
从波动力学和波粒二象性的观点看,“群速超光速”在实验中取得了广泛的成功,预示着粒子形态的电子以超光速运动的可能性存在。
但后者与前者一样必然是“小超光速”。
这正好体现了电磁作用的传递速度(电磁波本征速度)仅为光速的事实,作者简介:黄志洵(1936- ),男(汉族),北京市人,中国传媒大学教授、博士生导师,中国科学院电子学研究所客座研究员。
U n R e g i s t e r e d亦即无论波动或粒子的运动都只能在特殊条件下比光速c 稍快。
关键词:超声速;超光速;量子超光速性;直线加速器;截止波导;奇异电子1 引言超光速研究的意义可从几方面说明。
首先,现在的航天、宇航活动(太阳系内的飞行叫“航天”space flight ,飞出太阳系的飞行叫“宇航”astronautic )中,宇宙之大使人们觉得光速(c )实在是太慢了。
例如2003年1月美国航天局(NASA )与1972年发射的《先驱者-10》探测器(迄今唯一飞出太阳系的人造物体)联系的时间竟然长达11h ,传达指令和通信不能及时完成。
相对论不仅认为物体的运动速度不能超光速,信号传播也不能超光速;但在量子理论中却无此限制。
2008年8月14日《Nature 》发表了瑞士科学家的实验结果[1],证明量子纠缠态的传播速度是超光速的,即c <v <¥。
我们认为这项研究很重要。
为了把信号速度、信息速度、物理作用速度联合起来研究,2004年笔者提出了一个新概念“广义信息速度”(GIV)[2]。
其次,航天专家已开始思考人类以超光速作宇宙航行的可能性[3,4]。
2007年12月26日宋健院士在致谭暑生教授的信中写道[5]:“说‘光速不能超过’使航天人很不安。
有人讲:‘逛遍太阳系后我们无事可做了’,怎么‘宇航’?……如果宇宙中没有其他传播速度大于c 的相互作用,讲‘尺缩、时长’也许成立。
如果今后发现有,那么以c 去推论宇宙属性就会动摇。
……SR 没有提出可信的理由禁止飞船越过光障。
从逻辑推理看,尺缩、时长、质增都是视现象。
”再次,2010年2月美国国防部导弹防御局的大飞机携带的高能激光器击落了一枚飞行中的弹道导弹,实现了以光速c 摧毁几百公里外的动态目标,是一个武器光速化的典型事例。
这就使我们联想到未来出现超光速武器系统.......的可能性,虽然今天看来如同科幻小说。
最后,超光速研究将促进波动力学和粒子物理学的发展,特别是可能导致新学科(近光速力学、超光速力学)的建立,从而开启新物理学的大门。
但是,作为脚踏实地的科学家,我们还是要从基础性的研究工作做起;这就是写作本文的初衷。
2 突破“声障”带来的启示第一架超声速飞机成功实现超声速飞行是在距今63年前(1947年),这表示人类建造的飞行器突破了“声障”(sonic barrier )。
假如声障至今还未突破,物理学家会不会认为仅为几百m/s 的声速是运动速度的上限?这样讲显得荒唐可笑,但从逻辑上讲并非不可能发生。
现在有必要回顾突破声障的历史,看看对今天的超光速研究(即以突破光障light barrier 为目标的努力)带来怎样的启示。
如所周知,声波是微弱扰动波的一种。
在不可压缩流体中,微弱扰动的传播速度是无限大;这是因为这种流体可视为刚体,扰动传播不需要时间。
实际的气体是弹性介质,是可压缩流体,传播速度是有限值。
为了便于作比较研究,规定声速为c ,则有 c (1) 由于h 、R 的变化区间不大,决定音速大小的主要因素是空气的温度T 。
例如在海平面、T =288K 时,c =341m/s ;而在高空(距地表10km )、T =223K 时,c =300m/s 。
故声速不是常数,在不同高度并不相同。
作为气流速度v 与当地声速c 的比值的Mach 数(M =/v c ),U n Re g i s t e r e d相同的M 值并不表示相同的v 值。
所谓“突破声障”是指飞机实现超声速(M >1)飞行,这是在1947年10月14日,当时美国X-1火箭动力研究机达到速度v =1078km/h [6],对应M =1.105。
1954年2月28日,美国F-104战斗机原型机试飞,达到声速的2倍(M =2)。
真空中光速c =299792458m/s ,约为341m/s 的8.8×105倍。
如此之大的差距,再加上真空中光速c 是基本物理常数之一(声速却不是常数),把两个领域(声学、光学)的事情放到一起,似乎没有可比性。
但波动力学的发展却告诉我们相反的结论。
1759年L.Euler 首次得到了2维波方程,是对矩形或圆形鼓膜振动的分析;以f (x ,y ,z ,t )代表膜位移,c 是由膜材料和张力决定的常数,他得到22f x ¶¶+22f y ¶¶=21c 22f t ¶¶ 在他的论文(“论声音的传播”)中进一步分析得到了3维波方程2f Ñ=222f a t ¶¶ (2) 式中2Ñ=22x ¶¶+22y ¶¶+22z ¶¶,而f 是振动(力学振动或声学振动)变量。
故从一开始波方程(wave equations )就是横跨力学、声学而发展的,对数学家而言声学和力学的边界是模糊的。
由于光的电磁波本质,声学与光学的关系,可理解为声学与电磁学的关系。
从Maxwell 方程组出发得到的波方程为 2y Ñ=21v 22t y¶¶ (3) 式中v =,而e 、m 是波传播媒质的宏观参数。
(3)式与(2)式的一致性说明,波动过程有统一的规律存在[7]。
因此,尽管声波的传播速度与光波的传播速度数值上相差巨大,但从数学上和物理上对“突破声障”和“突破光障”作比较研究仍是可能的和有意义的。
在以后的论述中我们将不断把空气动力学方程与电磁学方程作比较。
静电场是最基本的场;任何静电荷产生的电场的旋度为零,静电场是无旋场。
在体电荷密度为零的区域电位函数满足Laplace 方程。
在空气动力学中,研究流体运动时使用两个基本函数,即位(势)函数f 和流函数y ;当气流速度低时平面流动中视气流密度r 为常量,并以Laplace 方程描写2维流动:22x f ¶¶+22y f ¶¶=0 (4) 22x y ¶¶+22y y ¶¶=0 (5) 这是不可压...的无旋流方程,它们是2阶的线性微分方程。
如气流速度增大,到一定程度r 应视为变量,可压缩流体.....作平面无旋流动时的基本方程为[8] U n R e g i s t e r e d22(1)x v c -22x f ¶¶22x y v v c -2x y f ¶¶¶+22(1)y v c -22y f ¶¶=0 (6) 22(1)x v c -22x y ¶¶22x y v v c -2x y y ¶¶¶+22(1)y v c -22yy ¶¶=0 (7) 显然,若c →¥,方程退化为较简单的Laplace 方程,此即不可压流体的情形。
我们注意到,虽然出现了因子22(1)v c-,但并未出现“声速c 不能超过”的情况。
理想流体的可压缩流有多种解法,其中之一是扰动线化法。
参考直匀流的情况,规定来流的流速为v ¥,声速为c ¥,Mach 数为M ¥;那么位(势)垒方程经处理和线化后,在2维流动条件下可得2(1)M ¥-22x f ¶¶+22y f ¶¶=0 (8) 线化过程中限定M ¥不能太大,即不是高超声速流;亦不能是跨声速流。
我们注意到,在亚声速流场上,M ¥<1,2(1)M ¥->0,方程是椭圆型的;其性质与不可压流的Laplace 方程基本一样。
然而对超声速流场而言,M ¥>1,2(1)M ¥-<0,方程成为双曲型的,情况有很大变化。
总之,描写亚声速、超声速的运动方程是不同类型的。
而对描写跨声速流动的运动方程而言,是混合型、非线性方程,求解析解十分困难。
这样就出现了“计算流体力学”,它与我们熟悉的“计算电磁学”十分相似,所用的方法(如有限元法、有限差分法)也是相同的。
所谓声障是指飞行器的速度曾长时间在亚音速(M <1)的水平上徘徊,以声速(M =1)飞行的企图遇到了实实在在的困难。
早期的飞机速度慢,按不可压缩流体处理空气动力学问题便可满足要求。
当M ≥0.4,可压缩效应渐显,接近声速(M →1)时机头前空气密度急剧增大。
当M =1,流体中的扰动相对于飞机已不传播,而是集中形成波面;机头与前面空气相遇时强烈压缩,密度剧增....形成无形的墙(激波..),造成的阻力称为波阻。
它消耗发动机功率约75%,带来很大困难。
这时需要发展“近声速空气动力学”和“超声速空气动力学”。
20世纪20年代、30年代都有关于跨声速流动的理论研究,决定性的进展却是在40年代。