论光波的速度在任何情况下都不变

1论光波的速度在任何情况下都不变Onvelocityoflightwaveinvariableinanysituation张树润摘要：本文同意季灏《论超光速和光速减慢》的论点，论超光速和光速减慢实验，并非是光速的加快和减慢。本文论证光波在引力场和光传播介质中的速度不变，光波的速度在任何情况下都不变，C≈30万公里/秒。关键词：相速度群速度光波速不变德布罗意波光的折射引言：在现代物理学中，平面单色波用（1）表示：u=Acos[ω(t–x/c’)+δ]（1）波的传播方向为X，其中C’是等相平面移动的速度，或称波的相速度。X=C’t+常数（1）式可写成：u=Aeί[2π（νt－kr）+δ]（2）在没有色散的情况下，群速度等于相速度。在有色散的情况下，群速度可以小于相速度，也可以大以相速度。正文：（1）光的相速度和群速度德布罗意的相速度公式也适合光粒子，C’=C2/V（3）（3）式中C’是相速度，V为光粒子运动速度，光粒子受引力场或媒体的作用，光粒子的运动速度是变化的，光粒子的速度可取0到C，我们取V=C时，光粒子的相速度C’=C，这时光粒子的相速度是最小相速度。光粒子的相速度除C以外的相速度，不表徵光的信号速度，也不表徵光能量的移动速度，根据光的群速度必须是光的最小相速度，光的群速度必然等于C≈30万公里/秒。实验证明：过去用各种仪器测定光速都等于C，被测定的光波都是群速度，这足以证明光波的群速度必然等于C。[见附件1]（2）光的波动和粒子图象在自然界中，最基本的规律是简单、和谐的，就象牛顿的力等于质量乘加速度一样的简洁、优美。本文以四维时间理论为基础画出光的波动和粒子图象，它把光的性质简化了。图1就是简单的三角函数：sin2α+cos2α=1，它既是洛伦兹变换，也是能量变化的最基本规律。数学是物理学的语言。[1]2ψαα图1中OV为能量E，则E2=（m0C2）2+（CP1，2，3）2图中的数学关系：sinα=V/Ccosα=（1－V2/C2）1/2[1]图中α角变化区域是由0到π/2，光的速度变化区域由0到C。1、当光子速度等于0时，光粒子表现为单纯粒子性，没有波性。其静止质量m0=hν/C2，这时CP1，2，3=0，光子不辐射光波，2、当α=π/2时，光子的极限速度为C，光粒子表现为单纯波动性，光粒子的静止质量等于零，无粒子性。3、当0＜α＜π/2时，光粒子速度为0＜V＜C，这时光子具有二象性。光粒子静止质量m0=hν•（1-V2/C2）1/2，（0a）光粒子辐射速度为C的能量CP1，2，3，=hν•V/C，（0b）波形为：u=Aeί2π/h（X1P1+X2P2+X3P3－1）波速为C。4、图1是光的光粒子和辐射光波的关系，如果不涉及光粒子，只讲光波，就是只讲CP1，2，3，的变化，频率为ν的光波能量CP1，2，3，=hν在引力场中下降，有引力场能CP’1，2，3加上去，光波的频率变为ν’＝ν•（1+ĸM/8πR）。频率为ν的光波能量CP1，2，3，=hν在引力场中远离而去，光波的频率变为ν’＝ν•（1－ĸM/8πR），这叫引力红移。这是个波速为C的能量CP1，2，3，加减的问题。还有，一定要把引力红移和远处恒星的退行区分开来，后者是多普勒频移。图1不直接反映多普勒频移和引力红移，只能说明光波的速度是C。5、德布罗意波速。3具有静止质量的粒子（如电子、质子）的运动速度为V时，具有波动性，波形：ψ=Aeί2π/h（X1P1+X2P2+X3P3－1）波速为粒子运动速度V。应该强调的是：光的粒子和它辐射的波是一个客体两件事，德布罗意波和粒子为一体。科学巨匠爱因斯坦以高超的智慧提出：在真空中光速不变，奠定了相对论的基础。由于历史条件所限，在真空中光速不变讲得不太确切，所以引起后人的质疑。具有静止质量的光粒子在引力场和光传播媒体中吸收或释放能量改变了速度，光粒子在引力场和光传播媒体中的速度是变化的。确切地讲光速不变应该说成光波的速度在任何情况下都不变。（3）光的粒子和波的实例1、光的折射复色光从真空进入折射率等于n的介质中，受到介质的作用，光速变为c/n，光粒子这时具有静止质量。光粒子辐射的光波的速度还是C，光粒子速度减慢和辐射的光波是两回事。辐射的光波的波形在改变：u=Aeί2π（X1K1+X2K2+X3K3－1）这时产生色散，光波的速度还是C，也就是我们观察光折射现象的信号速度。2、莱塞实验[2]对于频率为ν0速度为C的单色光，射入静止的介质中，（介质的折射率为n）受到介质的作用，光粒子在介质中的速度为c/n，折射角为α，图2中为OE向vxDEo折射率n的介质真空图2当透明介质沿X向以速度V运动时，介质速度V在OE上的投影VE=Vsinα，这时光粒子在运动的介质中的速度为c/n+Vsinα，光线为OD，这时的折射角增大到θ，光的频率να升到νθ。无论光粒子在介质中的速度如何变化，光粒子辐射出的光波速度不变。波形在变化：u=Aeί2π（X1K1+X2K2+X3K3－1）如果把介质做成圆盘，则把圆周速度换算成线速度，实验结果和上述一样。如果在圆盘下边安装一4台电子伏仪，光电子能量直线地随着光频率的增大而增长，也就是随着圆盘的旋转速度的增大而增长。圆盘静止时hνα=eV1圆盘旋转时hνθ=eV2hΔν=eV2－eV1电子伏。您的实验和计算方法是否正确，用普朗克常数来验证。由hΔν=ΔeV电子伏，可得最可靠最准确的普朗克常数h=6.624•10-27尔格•秒。这样简单的计算不必求人，更不要求助于中国自然科学基金会的主流派中的最高物理权威们，1999年我花100元钱求助过他们，他们除了会抄点书外，他们的水平不如一个中学生。官养的权威们有的是官僚、霸道、蛮横。有证据可查，2000年我给江主席写过六封信，揭发他们的腐败。3、光通过太阳表面的弯曲光在引力场中的速度V＝C×（1－ĸM/4πR），这时光具有粒子性，具有静止质量。由于光粒子速度的变化引起光路线的弯曲，光子释放光波速度还是C。波形改变：u=Aeί2π（X1K1+X2K2+X3K3－1）如果光粒子落入黑洞中，光粒子的速度为零，CP1，2，3=0，就是光粒子不辐射光波了，所以我们看不到光了。这时光具有静止质量m0=hν/c2。我们观测宇宙中星球的运动现象，无论在什么情况下，无线电波信号速度都是C。[附件2][附件1]《论超光速和光速的减慢》季灏1t时刻1y、2y及合成波y的波形如图二图二2t时刻1y、2y及合成波y的波形如图三5图三从图中可以看出，从21tt时刻，单色波1y从B'位置传播至B，单色波2y从C'位置传播至C，合成的复色波y从A'位置传播至A。明显的，复色波y的传播速度和其中传播速度较慢的1y相同。下面我们将对单色波合成复色波的物理机制进行讨论，以证实这一结论。由于复色波y是由单色波1y和2y共同叠加合成，如果缺少了1y或2y中的任意一个，将无所谓合成的复色波y。因此，若复色波y上A点的速度大于，那么，在单色波1y还没有到达A点就在A点出现了1y和2y叠加合成的y。这显然是有违因果律的。所以，作者认为：复色光的正群速度（关于负群速度另文讨论）都必须等于组成该复色光中传播速度最慢的单色光的速度。[附件2]《论超光速和光速的减慢》季灏结论本文重新考察了现代物理理论中的群速度的概念，指出了瑞利推导的群速度公式的局限性，给出了复色光波在非真空介质中传播速度的定义：其速度应等于其中最慢的单色光波的传播速度。以此分析那些以光波的群速度解释为基础的光速实验，包括超光速和光速减慢实验，指出了其实验结果并非表明光速的加快或减慢，而仅仅是光信号峰值的提前或延后而已。参考资料[1]简易理论物理张树润[2]狭义相对论实验基础张元仲2005/[e-mail]