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物理论文摘要
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范传军(441700湖北省谷城县职教中心 cjun7777777#yahoo.com.cn)〖收稿日期:2008年1月9日〗
波的运动分析
 

  摘要 机械波的波源在某点激起波后就将波交给媒质,该列波在媒质中传播时,波心相对媒质静止。光波的传播无需媒质,每列光波的波心以光源激发时的速度惯性运行。光对观测者的速度是光源的速度与光自身波动的速度的合成,因此可以通过加速光源来加速光波。若光不能加速,说明光的传播需要媒质。

  关键词 机械波媒质光波传播

  一、机械波

  机械波的波速与波源的运动无关,与传播波的媒质的运动有关。波源在某点激起波后就将波交给媒质,该列波在媒质中传播时,波心相对媒质静止。

  图1表示波源相对于水(媒质)静止,水波随水而流。

  

  图2 表示波源相对于观测者静止,媒质相对于观测者运动。

  

  同理声波在气流中的传播速度:。正是因为声音随气流移动,人们可以听到随风而来的更远的声音,并称之为顺风耳。相反等距逆风而来的声音却不易听到。

  水波与声波的波源激起波后就将波(振动)丢给了传播媒质而不管,波在媒质中的传播速度只取决于媒质而与波源失去了联系,所以与波源的运动无关。例如用石块在平静的水面打水漂,在石块着水点激起的水波的圆心并不随石块前移,这水波跟石块竖直下落形成的水波一样。

  当运动着的水波或声波波源持续激起波时就形成了多普列效应。这是因为各列波的波心在随波源运动而改变位置。如图3所示,波列1、波列2、波列3的波心相对于媒质静止,各列波相对于媒质的波速相等。若左边站个人则波源在向着人移动,后波赶前波,波变得密集,人感觉频率高了。右边的人因波源的远离,波变得稀疏了,人感觉频率低了。

  二、电磁波 光波

  对光波当前的认识是:光属于电磁波,具有波粒二象性,光的传播不需要媒质,靠自己激发生长传播。光的传播也具有多普列效应,从星体红移这种多普列现象,得出了星体远离及大爆炸的结论。

  光的传播需不需要媒质?也许光依靠我们还没认识到的某种物质传播,也许不依赖于媒质。如果象水波和声波一样需要依靠媒质传播,则光波的传播和上面的机械波一样。如果不依靠媒质传播,我想光波的传播速度应与光源的运动有关。

  

  图4反映了光速是光源的运动速度及光的波动速度的合成。光速改变引起频率改变。图4中表示光朝向光源运动方向的速度,表示光背向光源运动方向的速度,表示光相对光源的速度。

  

  图5反映了在媒质中光速等于光在该媒质中的波动速度。光源位置改变引起前后光波波列的压缩和拉伸,引起了频率的变化。这种情况下媒质运动也可引起光速的变化。

  对光的传播,现代的观念是:光的传播不需要媒质。我认为光波的运行应该象图4那样,每列光波的波心以光源激发时的速度惯性运行。图6是遥远星体的运动,对星体来说,观察到的是星体的像(左图)。对观察者来说,由于运动合成,合成后的光线感觉方向又将像的位置还原为实体的位置(右图)。也就是说,观察到的虽是像体,但由于运动合成,观察者对像体的感觉位置却与实体重合了。所以从观察的角度看不到光波的波心以光源激发时的速度惯性运动。

  

  红移解释:星体带着它的光波象图4那样离我们远去,光到观测者的相对速度减慢,导致光波频率降低。另外我想可能还有质能引力作用使光速变慢,但不影响光波频率。

  三、光的加速

  光对观测者的速度是光源的速度与光自身波动的速度的合成,因此可以通过加速光源来加速光波。图7是一个加速光的方法。图中镜子1、镜子2是两个反射率极高的反射镜,两镜平行放置,两镜都以速度V靠近。一束光从旁边以接近90度的角射向其中一面镜子,让光束在两镜之间进行n次反射,由于图中每个反射点可以看着对应反射光的光源,所以每次反射都将加速2V,则光出镜时的速度式中为光入镜时的速度。加速后的光频率也变高了,为光入射时的频率,为光加速后的频率。加速后的光可以通过照射光电管检验,让略小于某光电管的极限频率,若能加速后使大于极限频率。则光可以被加速便得到检验。

  若光不能加速,说明光的传播象图5那样需要媒质。且媒质相对于地球几乎静止(“以太”实验的结论)。

  

  (湖北省谷城县职教中心 441700)


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