高斯波包在截止波导中的传播

分析了电磁波传播时的超光速群速。对高斯波包在分段填充不同介质的波导中的传播情况进行了数值模拟,得到高斯波包通过截止区的群速和能速,并对其中涉及到的"超光速"问题作了一定的分析。通过模拟得出,在一定的截止区长度范围内和一定工作频率范围内,群速超过光速;并得到,波包的能量传播速度(能速)始终不会超过光速。     

近年来国外的超光速实验

近10年来,多国科学家进行了微波及光脉冲的超光速传播实验,其中不少实验是利用所谓量子隧穿效应而实现超光速的,而意大利科学家则在微波和开放自由空间条件下在短距离上完成了超光速实验.2001年8月,J.Webb等人报告了对精细结构常数α的变化的研究结果,该研究是根据对类星体的观测,所分析的光是宇宙早期时天体发出的光;分析发现那时的α较小(故c较大)等等.笔者对超光速实验作了较详尽报道.还讨论了关于超光速相速实验方面的一些新情况.     

狭义相对论与超光速运动

近来年,王力军等利用增益线性反常色散,证明了激光脉冲在铯原子气中的超光速传递;激光脉冲在此区域以超过光速c甚至负的群速传递,而脉冲的外形无改变.以往课本上说,没有任何东西,包括光本身的传递能快于光.新的实验表明它不再正确.研究表明,如果人们相信超光速运动可能存在,那么按照爱恩斯坦的方法,利用芬斯勒时空ds4=gijkldxidxjdxkdxl取代通常的闵柯夫斯基时空,我们可以得到新的时空变换.基于新变换的讨论不仅可保留Einstein狭义相对论的全部内容而且包容超光速运动.     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

FM波SSB传输的探讨

讨论采用SSB技术传输FM信号的问题,证明了,在单音调制的情况下,经过SSB传输FM信号瞬时频率的变化规律不会改变,但其幅度将随调制信号而变化,调制指数也将减小。因为,在FM信号中幅度的变化是没有意义的,所以理想鉴频器的输出将不会改变,计算机模拟的结果进一步证明了结论的正确性。     

关于超光速粒子的加速器测量

相对论本来就含有一种超光速变换的描述,在不违反其数学描述精度基础上,利用非线性修正把原来的基本方程进行调整,可以得到和于闵克夫斯基空间表述高阶相融的平直空间映象.研究和求解此映象的性质,期望得出超光速情况下粒子运行的两条规律:第一是减小能量反而增大速度,第二是在超光速情况下解的不连续性.利用这两条原则指导加速器中的测量,得到对于加速器存在的非线性混沌运动的新认识.特别是利用减小能量和加强解的间断性得到的调控手段,使得强流电子束产生的复杂的束晕混沌现象得以加强并由此产生分布的变化,然后对此规律进行数学拟合.此结果都可以作为超光速粒子行为的间接证据.     

航天导航测量机制的启示和时空理论

在分析航天导航测量机制的基础上建立了时空理论的新概念.惯性导航的测量原理基于惯性质量和引力质量等效原理.GPS测量机制的特点为单向电磁信号传播及透明的导航电文.光速不变原理对应坐标时定义,而相对性原理对应原时定义,Lorentz因子正是这两个时间定义之间的转换因子.对应坐标时定义的速度不能超过光速,但对应原时定义的运动真速度没有极限.超光速运动对应负质量和负能量.     

基于时-空关系的精密测量技术及光频测量的新途径(摘要)

在光和电磁信号传输的高准确度、稳定度和高速度的基础上,常常可以以它们为中介实现长度-时间转换的精密测量.例如,用无线的方法实现的精密定位和导航就是很好的例子.被测的长度量常常表现为相应信号的传输时间和典型的传播速度,如光速的乘积.但是,近年来由于频标技术的发展和高精度频率源的广泛使用,对于频率信号的比对和测量精度的要求越来越高.测量精度常常接近于或者优于ps以及在现有的测量技术中设备的成本的降低使得我们发展了一种基于时间-空间关系的时间间隔测量技术.这是考虑到短时间间隔在传输延迟上的可测性以及对于测量方法的可控性来实现的.纳秒到皮秒的测量分辨率从时间间隔的角度来看是很短和很精密的,具有测量上的难度.但是,以信号传播的高速度如光速为中介,纳秒和皮秒所对应的信号传输延迟分别是大约30 cm和0.3 cm.这样的长度信号正好是很便于测量和处理的.所以利用信号的传输延迟通道,把短的时间间隔转换成为长度量进行测量和处理是一种有效的测量途径.传输延迟通道既可以被量化分段,又可以作为信号进行模拟方式的比对载体.经过大量的实验,以常用的同轴电缆作为传输延迟通道的时候信号的传输速度比光速要慢,根据导线的不同常常是20 cm/ns左右.通过这种测量技术的发展,探讨了在不同传输媒介中的信号传输速度及其稳定度.     

钻井液连续脉冲信号频域传输速度计算模型

在随钻测量系统中,连续脉冲信号传输方式为调相传榆模式.考虑到传输系统粘性频率特性,适用于调幅传输模式的脉冲信号时域传输速度模型将不再适用.从瞬变流瞬时流动分析入手,结合传输线理论,引入复频率概念,建立了脉冲信号传输频域传榆速度模型,得出了钻井液流体的特征阻抗和传播算子.并根据工程实际进行了线性摩擦假设,给出了钻井液脉冲传输过程频域模型的具体计算方法.     

关于超光速的一种准确表述

从两个相对运动坐标系的速度变换关系,说明了一切实物粒子与场超光速的不可实现性,揭示了爱因斯坦狭义相对论的一个隐含内容。然后从色散介质中相速度与群速度的关系,讨论了相速度和群速度超光速的可能性。从而给出了关于超光速问题的一个较为准确的表述。     

微观粒子的速度、相速度和群速度

针对微观粒子的波粒二象性问题,分析了微观粒子的运动速度V、物质波的相速度VP和群速度Vg的关系,指出与德布罗意2个关系式中的频率和波长相联系的速度是相速度而不是群速度,而动量定义式中的速度是粒子的真实速度,其数值大小等于群速度而不等于相速度.     

波包在介质中运动时的群速度及相速度

首先讨论了群速度和相速度的概念及其求解方法，然后求出了波包在介质中运动时的群速度和相速度     

正方形介质柱光子晶体波导中的慢光研究

研究了二维正方形介质柱光子晶体线缺陷波导中慢光的传输特性.采用平面波展开法探讨了缺陷波导中缺陷处介质柱尺寸和波导宽度的变化对群速度所产生的影响.数值分析表明,增大缺陷处介质柱边长或减小波导宽度都会使群速度有效降低.结合两种方法对缺陷波导进行优化后得到了群速度最大值低于0.071c、色散大小位于10^5量级、对光局域性更好的慢光波导结构.     

浅析超声波相速度及信号的傅里叶表示

介绍相速度和群速度的概念,以及两者之间的关系,并对信号的傅里叶表示进行理论说明。     

不能忽视对物理意义的思考——浅析《普通物理学》习题解中的一题

本文浅析程守洙、江之永等编,朱永春1982年修订《普通物理学》(下)习题解中的一道习题解答的错误和学生作本题时出现的错误及原因,以此说明千万不可忽视对物理意义的思考,由此加深对光速、相速、群速、波粒二象性的理解。     

超光速运动和狭义相对论的局限性

近年来,实验和观测已发现了多种超光速现象,这是科学研究中的一个新的前沿.笔者对超光速理论作了简单的回顾,指出洛仑兹变换中的时间定义不是物理学的唯一时间定义,还可以用一种推广的Galilean变换(GGT)定义另一种物理学时间.当描述超光速粒子(快子)运动时,GGT的时间箭头总是正向的,不会出现时间倒演问题.GGT变换是洛仑兹变换的一种非标准形式,也是洛仑兹物理思想的继承和发展.物理学家已普遍承认:真空不空.如果把真空称之为"以太场",这仅仅是一个术语问题.以太场具有复杂的量子特性,它与超光速运动之间可能存在某种内在的联系.近年来各国对中微子质量平方作了精确测量,全球实验的平均结果为负值,由此可以推测中微子可能就是超光速粒子.介绍了中微子作为自旋为1/2的超光速粒子的一种Dirac型方程及其量子性质,为弱相互作用中宇称不守恒的事实作出了新解释.