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回复:【相对论验证实验系列】

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现在的学术期刊,发表文章都要收版面费。国外的也要收。例如90年前后PRL是一位作者50美元,当时我的工资折合成美元是每月40元左右。即使大学物理这种期刊也要交版面费。大约几百元吧。

据我了解:实验文章那分什么反不反相,我就报道实验结果以及对结果的一些简单的分析。当然不能出现原则性错误,这是要紧的。

我估计你设计的实验要用到光栅及光学平台,这是重点实验室的振山之宝,轻易不会让别人使用。这是难点,其他的都好办。


998楼2008-12-03 19:21
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    关键是你的分辨本领。你在做实验,我在实验室外跳几下,很可能就会影响你的实验结果!如果汽车在附近经过,你的实验结果就不成样子了。这类问题你解决不了,只能回避。

    要回避这类问题你可以采取下面两个办法:

    1)深夜做实验。(这类干扰比白天少多了)

    2)在光学平台上完成实验。说白了就是把你自己的仪器与一个质量十分巨大的水泥台连在一起,减少外界干扰的影响。(可以不用怕我在外面跳,但还是怕汽车经过的)。

    一般的迈克尔孙干涉仪是否能达到你要求的精度?我的看法是不一定。因此你需要一块光栅。这是实验室的【镇山之宝】,如果有本事把这个仪器借来一用,事情就好办了。

    如果你能做到上面两点,你的实验可能会有新结果,你把结果往期刊上投稿,初审老爷不敢否决(当然不要让他抓住你其它毛病)。不具备上面两条,我估计不应该有新结果。

    我这是大白话,过分之处望能谅解。


    1000楼2008-12-04 04:33
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      1947年鲍威尔在荒山野岭上测量宇宙线,他拍了数万张照片。利用这些照片他宣布:
      1)发现了两种新粒子,取名为π介子(分别带正负电)。
      鲍威尔分别测量了正负π介子的带电量,固有质量,固有寿命,自旋,。。。
      2)仔细测量了μ子(正负)的固有质量,固有寿命。得到:μ子的固有质量是电子质量的207倍,固有寿命是2.2微秒。
      3)1990年前后人们真的把μ子减速到零,直接测量μ子的寿命,所得结果与当年鲍威尔的测量结果一致。


      1004楼2009-01-31 13:05
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        根据所拍的照片上的轨迹,可以分析出粒子的能量,动量,速度及寿命。照片显示粒子的质量与寿命都与速度有关。
        对μ子,鲍威尔从上万张照片(也就是上万个数据)中画出质量速度关系,寿命速度关系发现这些关系是:
        M(v)=γMo.......(1)
        T(v)=γTo.......(2)
        其中M(v),T(v)是速度为v时粒子的质量及寿命,是原始实验数据。上面两式是相对论的著名公式,鲍威尔利用自己的原始实验数据拟合出μ子的固有质量及固有寿命是:
        Mo=207倍电子质量;To=2.2微秒。


        1005楼2009-01-31 13:27
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          观测宇宙线确实是一件苦差事。
          1)观测地点要比周围的高;
          2)既在高山上,一切日常生活物资的供应都有困难,即使生活用水,有些地方也是困难的
          3)工作十分单调,反正就是拍照片,分析照片。开始阶段感觉可能有点新鲜,总觉得能从照片中分析出粒子的能量,动量,速度及寿命实在不简单。但是用不了多长时间就烦了。(都是那一套)
          越往后越烦。原因在于容易发现的别人早就发现了,不容易发现的你等它几个月它都不出现,你生气也没有用。
          80年初加州一所大学(据说)等来了几个磁单极,可是后来磁单极就不来了,一直到现在还是个悬案!
          你说(磁单极)没有吧,人家测量到了;
          你说有吧,这个实验不能重复,可信度实在有问题!


          1007楼2009-01-31 16:04
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            这是个老贴,为了讨论方便我把这个帖子顶起来。
            这个帖子涉及的实验相当多,31楼以前基本就是列举相关实验,讨论是从32楼开始的。很多吧友都参与了这个帖子的讨论。我想请教参与过讨论的吧友一个问题,如果有人(例如我吧)说:
            第一个实验(即康普顿效应实验)证明了相对论成立。
            你们是否同意这个说法?为什么?


            1009楼2010-04-01 07:46
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              任何物理理论都不会是什么终极理论,相对论当然不能例外。这个说法我十分同意。


              1011楼2010-04-01 09:30
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                康普顿效应结果与相对论的一个推论符合,在这个意义上说该实验验证了相对论,不是证明了相对论,这就是验证与证明的一个区别。为什么我一直强调是验证不是证明,其中一个原因就是考虑到你提出的问题。
                对你的问题我这样看:可以用多于一个现有理论解析康普顿实验,例如有10个理论可以解析康普顿效应,我可以说康普顿效应同时验证了这10个理论。这10个理论都是平等的,没有任何理由偏向相对论,当然也没有任何理由偏向你提出的理论或我提出的另外的理论。哪个理论更好,只要再来另一个实验判定。
                假定第二个实验也验证了10个理论,这两个实验验证的交集可能小于10个理论,例如9个,那就好办了,我再做第三个实验,一直做下去交集应该单调下降(应该是单调不增),如果只剩下一个,事情就好办了。
                现在支持相对论的实验早已数以万计,具体到你的问题,我可以用高能光子与中性粒子散射,就没有你提出的问题了。这类实验就是光子与中子(或其他中性粒子)的散射,早已完成。


                1013楼2010-04-01 20:44
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                  光的电磁学说确实漂亮,很好的解释了光的传播问题,这是人们普遍接受光的电磁理论的关键。
                  但是光的电磁理论在解释光与物质相互作用时遇到困难,比较突出的是光电效应。实验时我可以控制入射光强度,让玻印亭矢量S=E∧H(即能流密度矢量)的大小很小,使得要足够长的时间电子接收的能量才能达到电子伏特的数量级(脱出功的数量级)但是实验发现光电效应几乎是瞬时的。
                  实验是1905年前完成的,当时测量时间的精度是10的负9秒,所谓瞬时是指所需时间小于10的负9秒。现在,我国已经达到10的负15秒,实验仍然认为是瞬时的,即从光照射到金属开始计算,在10的负15秒之前就有电子从金属表面逃出来。这是光的电磁理论没办法解释的。引用光子概念倒是十分容易解释。
                  另外,据我了解,有关部门对电磁理论的研究还是十分重视的,重点投入的方向也比较多,例如带电粒子在电磁场中的运动就是其中一个方向。
                  当然,纯理论研究的投入不多,这是事实。没办法,这是发展中国家科研投入的特点,几乎没有例外。


                  1015楼2010-04-04 04:18
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                    对同一个实验,例如光电效应,确实可以用不同的理论解释,由于实验事实在前,提出的理论解释在后,总能把事情说个明白,这种理论绝对不止一个,例如10个,具体到光电效应这个实验,我公平的说:光电效应同时验证了这10个理论。
                    为了判别这10个理论哪个更好,我可以做第二个实验,例如康普顿效应,能同时说明这两个实验的不可能多于10个,这个实验用的是高能光子,频率远大于10的15次方。这个实验已经把爱因斯坦理论淘汰了。至于能否淘汰1016楼提出的理论,我不知道。
                    再做第三个实验,例如逆康普顿效应,这个实验用的是低能光子,用红外光甚至是远红外光,。。。这样一直做下去,能同时说明所有这些实验的理论必然逐渐减少,总能把真金留下,把铜铁等排除。
                    爱因斯坦的光量子说并不完善,因此爱因斯坦关于光子的学说事实上被康普顿理论取代了,为此康普顿获得了诺贝尔奖(好象是1927年,具体年份可能有出入)。


                    1018楼2010-04-05 19:27
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                      按波动理论,【光学】仪器的分辨本领与波长成反比,波长越短分辨本领越好。微观粒子有波粒二象性,电子的德布罗意波波长比可见光的短的很多,因此电子显微镜的分辨本领比可见光的光学仪器好。但是电子显微镜的分辨本领比不上中子显微镜,因为一般的中子德布罗意波长比电子的短。
                      X光机的分辨本领就比可见光的分辨本领好,因为X射线的波长比可见光的短。硬X射线的分辨本领更好。
                      用γ射线替代X射线分辨本领一定能提高,这类实验已经完成。高能γ光子的波长可以比中子的德布罗意波长短,因此高能γ显微镜的分辨本领可以比中子显微镜的还好。
                      实际操作时我们要考虑安全性问题,高能γ源的放射性很强,且不容易防护防护,因此愿意搞这方面研究的人不会多,比较而言中子好防护一些,电子最好办,这就是现在一般愿意搞电子显微镜,不常搞中子显微镜(已经搞成了)十分不愿意搞高能γ显微镜的原因。


                      1020楼2010-04-06 07:58
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                        顺便多说几句,从对人体的伤害程度说,高能α粒子最严重,但是α粒子容易防护,大约1cm厚的铅板基本就能把α粒子挡住,因此人们反而不在乎;
                        中子也好办,使用一些含氢比较多的东西就能把中子挡住例如石墨,重水,甚至普通的水都何以,因此,人们也不在乎。中子显微镜,反应堆都有人愿意搞;
                        γ射线对人的伤害比α,质子,中子都轻,但不好防护,愿意搞的人实在不多。(说白话就是要有真的不怕死精神)


                        1021楼2010-04-06 08:11
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                          所谓粒子性是指什么?我理解是指整体性,不可分性。
                          绝对不是什么一个,更不意味着做轨道运动。
                          坦白说,我实在不知道楼上说的粒子性到底是指什么。


                          1027楼2010-04-10 07:40
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                            楼上问题问的不沾边,不知从何说起。


                            1029楼2010-04-10 16:15
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                              粒子一定有(静止)质量,属于个人看法,同样我们说光具有粒子性,但是没有人说光就是粒子,你认为必须要把这两件事区分开,那也是个人看法。
                              对个人看法我不评论,因此不存在什么回避的问题。
                              我认为光既具有粒子性也具有波动性。波动性与一列波是两回事,因此我并不认为光是一列波,同样我也不认为光是一个一个的,粒子性与一个一个是两回事。


                              1032楼2010-04-10 18:52
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