真空中光速的精密测量——长度单位米定义的基础

自1889年以来,米的国际原器作为国际单位制(SI)长度单位米的定义。1960年,改用氪86的光谱线作为新的定义。1983年,采用了真空中光速和光的频率值作为第三次定义,这是物理量单位用基本物理常数定义基本单位的典型实例。它对用其他基本常数定义其他基本单位起了示范作用,对物理学和计量学具有重要的意义。     

诺贝尔物理学奖与长度基准的历史沿革

从2005年诺贝尔物理学奖出发,考察了已往和长度基准有关的诺贝尔物理学奖,从物理学史的角度．探讨了长度基准的历史沿革及其意义．     

多道时间谱仪测量光速

介绍了多道时间谱仪的时间幅度变换原理，描述了谱仪的调试和主要指标的测定，并应用多道时间谱仪测量了光速．     

亚光速和超光速映射理论

本文首先从一般洛仑兹（Ｌｏｒｅｎｔｚ）变换引入空时环,反过来用它来研究慢子和快子运动学和动力学．为了建立慢子和快子统一理论,提出共存原理．在空时变换中讨论了三种情况：（１）慢子之间空时变换。（２）快子之间空时变换,（３）慢子和快子之间空时变换．在动力学中证明了所有快子无静止质量,代替它的作用是伪静止动量Ｐ　,并指出高能加速器中横向动量是快子作用的结果．     

基本物理常数的精密测量──它在物理学和计量学中的意义

基本物理常数是物理学的一些普适常数,据不完全的统计,约有三十几个,它们之间有着深刻的联系．选择独立的五个常数,可以表示所有其他基本常数或组合量．这五个常数是：电子电荷ｅ,电子静止质量ｍｅ,普朗克常数ｈ,真空中光速ｃ和阿伏伽德罗数ＮＡ．因为质量、电荷和作用是量子化的,其相应的常数为ｍｅ、ｅ和ｈ．质量和能量相联系的常数是ｃ,通过ｈ从能量过渡到频率（时间）和长度单位．阿伏伽德罗数ＮＡ是联系宏观量与?...     

多普勒效应因子与表观时间和表观长度

本文讨论了在高速运动情况下对运动体的长度和时间的测量问题，揭示出当按通常意义进行测量时，由于视状光学畸变和信号行差的影响，使测得的长度和时间一般不满足洛仑兹变换的结果；由于视状光学畸变和信号行差效应分别叠加在洛沦兹长度收缩和时间膨胀效应上，使测得的表观长度和表观时间间隔按多普勒频移因子变化，而只有在特殊的条件下，洛仑兹变换的结果才可能实现．     

多普勒效应因子与表观时间和表观长度

本文讨论了在高速运动情况下对运动体的长度和时间的测量问题，揭示出当按通常意义进行了测量时，由于视状光学畸变和信号行差的影响，使测得的长度和时间一般不满足洛仑兹变换的结果；由于视状光学畸变和信号行差效应分别叠加在洛沦兹长度收缩和时间膨胀效应上，使测犁表观长度和表观时间间隔按多普勒频移因子变化，而只有在特殊的条件下，洛仑兹变换折结果才可能实现。     

狭义相对论的逻辑结构和解释──从单程光速和同时性问题谈起

一、问题的提出在现有的狭义相对论体系中,在单程光速测量和不同地点的同时性定义之间存在着逻辑循环,因而实验只能测量光的往返平均速度,只证明了这种双程光速在惯性系中具有恒定性,这一点已有不少人在不同程度上指出．爱因斯坦早在１９１１年和１９１６年就曾承认过这一点．但他没有作进一步的分忻．相反,由于爱因斯坦用光来定义同时性,从而得到的“同时性的相对性”一直被看作是突破牛顿时空观念的关键和相对论的“精?...     

时间频率基准装置的研制现状

时间频率基准装置——铯原子喷泉钟, 在标准时间产生和保持、基础物理研究中发挥了重要的作用. 介绍了铯原子喷泉钟的工作原理, 对影响其性能的各项噪声源和频移项给出了分析, 影响频率稳定度性能的主要因素为Dick 效应相关的原子团装载时间、微波激励源相位噪声和探测激光的频率噪声, 影响频率不确定性能主要频移项为: 黑体辐射频移、冷原子碰撞频移、腔相位分布频移和微波泄露频移; 总结和比较了当前具有先进性能的铯原子喷泉钟采用的技术; 介绍了铯原子喷泉钟的主要应用方向、空间冷原子铯钟的研制情况和光学频率原子钟进展.     

相对论和光速不变原理

“狭义相对论”提出已有半个多世纪了.人们总是认为它有一个“光速不变”的基本假设.为了证明这个“基本假设”是否成立,布置了一系列光学实验来加以验证.不少人担心,有朝一日这类实验测出光速有变动,是否会威胁、动摇相对论的基础并进而推翻整个相对论理论.相对论难道就这样时时面临着从实验结果可能来的威胁吗? 相对论将麦克斯韦电磁理论和洛伦兹电子学说的有关物理学总汇归纳到空间、时间及其与物质运动相互关系的基本正确认识上,补充发展了牛顿的经典力学,它的已有成就是值得肯定的.我们根据辩证唯物主义的原理,认真分析了整个相对论体…     

“共存原理”是没有根据的──对《亚光速和超光速映射理论》一文的意见

超光速粒子存在的可能性及其性质是个值得探讨的课题,对超光速粒子的讨论,已有不少工作[1-4].《亚光速和超光速映射理论》以下简称《映射》)一文试图根据对立统一规律,建立亚光速和超光速粒子的统一理论,是应该肯定的.但所提出的“共存原理”没有根据. 按共存观点,超光速粒子与亚光速粒子有完全一一对应的共存关系,凡在加速器中的粒子碰撞时产生一个亚光速粒子就必须“同时产生”一个超光速粒子,这是与大量粒子物理实验的观测不符合的.即使根据《映射》一文的观点,也得不到这样的结果.从文中的(3.8)、(5.5)和(5.6)式可以推得而且沿用该文的…     

利用高精度时间间隔测量技术实现光速测定方法的研究

为了实现实验室环境下测定光速，采用已知长度及折射率的单模零色散光纤作为传输介质，利用高精度时间间隔测量技术测量了光在该光纤中的传输延时。经过理论推导，求出光速c与作为传输介质的光纤长度L、折射率n及光纤延时τ之间的关系式，从而通过测量得到L，n及τ的值即可计算得到真空中的光速值。与传统的利用天文法及精密仪器测量光速的方法相比，采用比较先进的高精度时间间隔测量技术可使时间分辨率达到125ps，从而在实验室环境下，利用简单仪器得到了高精度的测量结果。最终测量所得光速为299928077m/s，误差为30860m/s。     

《亚光速和超光速映射理论》的实质是什么?

全文的关键在于作者导出的“超光速洛仑兹变换”到底是什么意思?它有没有新的内容?它反映的是什么样的超光速运动的时空特性?它的客观依据是什么? 作者的意思是从所谓的“亚光速与超光速共存原理”出发,他实际上是从“对偶共存”假定出发,从而就可以认为所谓“超光速世界”不过就是“亚光速世界”的“映像”,而且假定在这个“映像”中的速度v要满足以完成其“对偶共存”的意图. 不管作者使用的是什么样的数学方法,但究其实质,为了得到满足他的“对偶共存”假定的“超光速洛仑兹变换(4.11)或者(4.12)式,作者引用的“映射”’变换,其实就是令:…     

光速的测定

光速是最重要的物理常数之一,因此光速的测定历来为物理学者所普遍重视.光速测定的原理很简单(即利用公式c=s/t)但因为光速是个非常大的量,因此要精测它是不容易的.现在测量的方法很多,70年代外国许多大学已排有光速测量实验.我国至今排出的还不多.83年北京大学介绍了利用氦—氖激光测光速的示范实验.它是个很好的示范实验,但是它需要昂     

物理学中的两种运动 4种速度和 “ 超光速”现象的统一解释

引入了相对运动和本底运动的概念, 分析了“ 本底运动速度” 、 “ 相对运动速度” 、 “ 相对分离速度” 、 “ 相对 出现速度”的特点; 对各种“ 超光速”现象给出了统一的解释     

光速的启示

对狭义相对论建立之前的光速测量历史做了回顾，指出其光速测量环境是空气或折射率n≈1的介质．对当代科学研究的前沿——超光速和极慢光速研究做了研究性综述，指出对科学伟人的工作，评价要充分，但不能“神化”，要有科学精神；对科技大师，要学习其思想、风格和方法．物理实验得出物理定律时具有局限性；直觉思维在科学研究中具有重要性；科学发展具有动态性。     

Planck长度和统一引力—电磁的五维U_1主丛理论

在统一引力和电磁的五维U_1主丛理论(它可视为Kaluza-Klein理论的一种新表述)中,闭合的且类空的第五维的半径被定出为Plank长度的2α~(-1/2)倍(α为精细结构常数)。这解释了第五维为什么难以直接观测到。     

光速与光源的运动无关──几个有关天文例证

光速(指真空中的光速,下同)与光源的运动速度无关,西特(deSitter)关于双星视运动的分析[1]很有说服力。不过有些人有不同看法[2],认为用来论证光速与光源运动无关的双星,多是周期短,彼此距离很近的所谓分光双星.这些近距离双星往往有一层气体包围着它们.这种双星系统射到地球上的光,事实上已不是原来恒星发出的光,而是受到恒星的光所激发的外围气体包层再发出的光.因此,光源已不能算相互绕着转的双星本身,而只能算气体包层,这气体包层一般说来是没有跟着双星中的任何一个成员转的,假如光速受到光源运动影响的话,这个气体层再发出的光是不会…     

双程光速不变和洛伦兹协变性

狭义相对论的巨大成就并不在于用狭义相对性原理和光速不变原理两条基本假设导出了洛伦兹变换,而在于进一步指出洛伦兹协变性是物理理论成立的普遍条件,从而使相对论原理成为一个普遍的原理,而在理论研究中应用这一原理取得了积极的实际成果,狄拉克将量子力学相对论化,使方程也满足“洛伦兹协变性”,预言了正电子的存在就是一例．虽然相对论原理日益得到广泛应用,但也有不少人为“双生子佯谬”这一类问题苦脑着,从而怀?...