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斐索齿轮法与脉冲光：单向光速测量的可能性

投稿人：真傻投稿时间：2024-09-27 21:28 访问量：

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斐索齿轮法与脉冲光：单向光速测量的可能性

杨正瓴

天津大学电气自动化与信息工程学院

2024-09-27

一、简要的背景介绍

《中国大百科全书》词条“光速不变原理/postulate of constant speed of light”里写到^[1]：

“由于同时性定义和测量单向速度互为前提，所以原则上说单向速度（包括单向光速）是无法用实验独立测量的，除非能发现某种绝对的对钟方法（如找到瞬时传播信号等）。因此单向光速的各向同性只是一个不能用实验直接证明的科学假定。”

其余请看所列出的参考文献全文^[1-5]。

将“某种绝对的对钟方法”，转化为静止参照系里的实验系统调试。对应“固有时”的“空间距离”，可以在静止系各部件静止时得到。

二、斐索齿轮法与脉冲光：单向光速测量的可能性

图1 斐索齿轮法与脉冲光：单向光速测量的可能性

如上图所示。对斐索齿轮法进行一定的改进，如下。

用“脉冲光”代替连续光。当然需要真空室，并记录真空度等诸多实验环境与参数。

（1）脉冲光的“无光”片段，到达“旋转齿轮”，“光强检测”结果是无光。

（2）脉冲光的“有光”片段到达并通过“旋转齿轮”后，在合适的“脉冲光”周期和“齿轮合适转速”下：“有光”片段可能全部通过齿轮（光强检测出现极大值）；“有光”片段可能全部被齿轮的齿牙遮挡（光强检测出现极小值）。哪种极值出现，与旋转齿轮的齿牙位置初值等有关。其余情况下，“有光”片段被部分遮挡。因此，只要检测到光强极值，即可。

（3）通过“半反半透镜”以及全反射镜，将原始的“脉冲光”拆分成多路脉冲光，即可测量不同方向上的单向光速。

（4）将脉冲光源匀速离开或靠近旋转齿轮，即可检测“光速不变原理”。

（5）一年四季多次测量，检验地球公转的影响；“地球还有随同太阳在星际空间和在银河系内的空间运动”的影响^[6-8]。

“脉冲光”，可以用“压电晶体”遮挡连续的激光得到。“光强检测”可以采用光电效应等。其余细节从略^[9,10]。

参考文献 REFERENCES：

[1] 2022-06-09，光速不变原理/postulate of constant speed of light/张元仲，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=59586&Type=bkzyb&SubID=62037

[2] 2023-09-08，狭义相对论验证/special relativity verification/张元仲，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=438956&Type=bkzyb&SubID=198015

[3] 2024-05-16，光速/velocity of light/沈乃澂，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=156845&Type=bkzyb&SubID=95643

[4] 2022-01-20，坐标时和固有时/coordinate time and proper time/张元仲，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]