宋代超新星爆发事件与光速不变原理

光速不变原理包含两点内容:1)光速与光源运动无关;2)光速不依赖于观察者所在参考系,文中讨论了这两点之间的区别.指出了宋代超新星爆发事件只能为证明“光速与光源运动无关”提供参考,而不能证明整个光速不变原理.澄清了对光速不变原理的一些不清晰的认识.     

任意惯性系中往返平均光速不变性不成立的理由及相关问题

单程光速不变性并未得到实验的确证,他仍然是一个假设。而往返平均光速似乎是不变的,因此某些人试图在往返光速不变基础上建立起一套与相对论有某种相似性的理论。笔者从理论上指出往返平均光速并不等于单程光速,而实验结果也不能确切证明往返光速完全与惯性系运动无关。因此往返平均光速不变性是不成立的。这样构筑在此基础上的各种新理论就是存疑的。另外还讨论了与此相关的一些问题。     

地外文明探索与超光速研究

概述了自1960年以来地外文明探索的情况和超光速研究的进展,指出这两个领域之间的内在联系.地外文明探索至今未获明显成果;超光速研究有一些进展,但水平、成绩有限."以光速或超光速飞行的宇宙飞船"目前仅是一种设想;当前超光速研究的急迫任务是以实验证明实体物质可以作超光速运动,实验最好用中性物质粒子(中子、原子)进行.     

洛伦兹变换与超光速变换

洛伦兹变换被认为是两个作相对运动的惯性系,其合成速度总是小于光速.若惯性系中一个或两个的速度都等于光速,则合成速度也等于光速.导出了超光速变换式,得到一些新的结论.     

罗伦兹变换与单程光速的不变性

单程光速的不变性是爱因斯坦建立相对论的基本假设之一。然而,有一种观点认为,关于光速的一些实验并没有摆脱两地时钟的校正与单程光速之间的逻辑循环,因此至今还有人对这个假设持怀疑态度。本文的目的是要指出,在罗伦兹变换的推导中,单程光速不变的假设可用双程光速不变原理来代替。     

电领域群速超光速的特性实验

探讨了电信号在阻抗周期失配的类光子晶体结构中的群速超光速传播问题。比较了在电领域出现群速超光速情况下与正常光速下的各种区别,发现了群速超光速的速度是很不稳定的。一旦出现了群速超光速,速度是不断变化的,群速超光速情况下的群速度会受传输路径、温度、传输信号的幅度、阻抗变化等稳定度的影响,和正常传输时的情况是完全不同的。测得的群速超光速是一个不断起伏变化的值。就这点来看,目前很难确定其应用的价值。群速超光速已经被不同的研究者在光和电的领域发现。用实验证明了群速超光速是一种不稳定的自然现象。通常情况下,光和电磁信号以正常的速度传递时,该速度不会受到传播路径的长度、温度、时间、负载、传播信号的幅度、调制信号的频率等因素的影响。     

光速可变及其地面判别实验

通过对历史上验证光速不变实验的分析,表明这些实验并未证实光速与接受者的速度无关.因此,光速不变至今仍然是一个假设.近年来通过对"微波背景辐射"及遥远射电星系发出的射电波的观测表明,它们存在一与地球运动相关的各向异性.这些天文学实验证明电磁波波速(即光速)是与接受者速度有关的,因此光速是可变的.笔者提出了一个猜想:由于光的某种未知的波动特性所产生的补偿效应,使得人们在地面无法用干涉法测出光速是否可变.因此要在地面上验证光速不变假设是否正确,必须找出一种精密测量光运行时间微小变化的新方法.笔者提出用高频激光脉冲技术可以实现这一测量,并在此基础上设计了一个关于光速不变假设的新的地面实验室判别实验.同时还对实验的前景和狭义相对论的有关问题作了一些预测.     

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。     

单程光速测量原理及其实验方法

自伽利略提出双程光速测量原理以来,400年间人们一直未能进一步解决单程光速测量原理难题,其原因是由于人们陷入了测量单程光速必须引入另一已知速度的对钟信号来同步异地时钟的思维误区;尤其是爱因斯坦提出用光信号对钟和同时性的定义以后,人们在这一迷途上走得更远.在分析的基础上,笔者认为要解决这一问题必须另辟蹊径,并提出了一种全新的单程光速测量原理和实验方法.在这一原理中,把单向运行的光既作为被测速对象,又作为时间标准和对钟信号,从而使单程光速的测量和检验光速是否与方向有关成为可能.     

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.     

双缝光幕靶的靶距精确测量方法和装置

为了解决小靶距双缝光幕靶靶距精确测量问题,提出了一种利用螺纹测长原理及光电转换方式相结合的测距新方案.文中详细介绍了双缝光幕靶及靶距测量装置的结构以及测量靶距的方法.随后对双缝光幕靶靶距进行了测试并进行了测速精度分析.结果表明双缝光幕靶的相对测速精度达到0.1%,该测量精度满足测速要求.     

狭义相对论的逻辑不自洽问题和新伽利略时空观

科学理论需要在逻辑上自洽.分析了狭义相对论对高速运动的不稳定微观粒子寿命延长的解释,发现狭义相对论的解释否定了光速不变原理或相对论性时空观.进一步分析发现,在狭义相对论"时间膨胀"和"长度收缩"的推导过程中,观察系和被观察系的指定完全相反.这一现象说明"时间膨胀"和"长度收缩"不是狭义相对论的逻辑结果,狭义相对论的逻辑结论应该是"时间收缩"和"长度收缩"(或"时间膨胀"和"长度膨胀").在狭义相对论的理论框架内不能正确地推导出运动物体的横质量,在狭义相对论的框架内得出正确横质量公式的推导都存在逻辑或物理错误.因此,狭义相对论在逻辑上是不自洽的,相对论性时空观没有实验证据.现代物理学应该建立在以局部优势引力场为相对优越参照系的新伽利略时空观的基础上.从光传播媒介对应于局部优势引力场这一原则出发,解释了迈克尔逊-莫雷实验、菲索流水光速实验和光行差现象."运动质量"可由运动物体在受电磁场或引力场作用时受力的大小与该物体的运动速度有关得到解释.不稳定粒子寿命和物理时钟受各自的运动状态影响,也可以分别由粒子衰变和物理时钟依赖的具体物理过程受其相对于局部优势引力场的运动状态的影响来解释.     

红外测速光幕靶改进及测量精度分析

为提高XGK-2002型红外测速光幕靶的测量精度及安装调试速度,提出采用双辅助激光器实现光源和接收精确对准的光幕靶改进方案.在现有红外测速光幕靶工作原理及结构基础上,对光源和接收对准中存在的问题进行了探讨,分析了其影响.提出了在光幕靶两端分别设置一激光器实现对准的光幕靶改进方案,并从测时误差及靶距误差两方面对改进后测量精度进行了分析.结果表明,改进后的光幕靶可快速、直观的实现光源和接收的对准,测试精度及安装可靠性提高,改进后测速精度可达到1‰.     

关于电磁波能速问题的讨论

指出了只有针对具有特定频率和波矢的一列电磁波定义能速才有明确意义,并对此作些说明和论证.通过计算无界线性介质和典型传输线中电磁波的平均能速和相速,得出结论:当电磁波在线性介质中以横电磁波(TEM)模式传播时,其平均能速总是等于相速;若在传输线中以横电波的mn模(TEmn)或横磁波的mn模(TMmn)传输时,其平均能速在波阵面上各点的大小不同,且都小于相速和真空光速.     

曳光弹速度光幕靶测量算法研究

针对常规光幕靶不能测试曳光弹速度的问题,提出了一种速度测量算法.该方法配合光电互补传感器的光幕靶与数据采集系统,通过对光幕靶输出的曳光和弹体信号进行特征值分析,采用对比和广义相关算法精确计算出弹丸的飞行时间.实弹试验表明,设计的算法可以实现曳光弹测速,也可以实现常规弹测速,在曳光不稳定时也能够测出速度,并能识别有无曳光.测量精度满足靶场对曳光弹测速要求.     

结构参数对二维光子晶体波导慢光特性的影响

为了设计具有更好慢光特性的光子晶体结构,分析了结构参数对光子晶体线缺陷波导结构慢光特性的影响. 通过改变缺陷柱的位置和大小,用平面波展开法(PWE)分析了导模频率和群速度及色散. 分析结果表明,缺陷柱的大小和介电常数的变化对导模的慢光值影响更大,而缺陷柱位置的变化则能优化慢光的群速度色散特性. 根据结论,通过对波导结构进行针对性调整,可得到具有更好慢光特性的新型光子晶体结构.     

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.