光速不变原理实验.doc

光速不变原理实验
（ 陶俊 常州市供电公司 江苏省常州市 213000 )
摘要：光速不变原理通过“光速与光源运动速度无关”推导出“光速与参照系运动无关”。实验证明水波的速度与波源运动无关，用相同的逻辑可推导出“水波的速度与参照系运动无关”，实验数据又证明 “水波的速度与参照系运动有关”，与推导结果冲突，因此，实验数据可反证此推导存在逻辑错误，不能由“光速与光源运动速度无关”推导出“光速与参照系运动无关”，证明光速不变原理是错误的，相对论的前提条件不成立。实验还证明，波速与波源运动速度无关是波的基本属性，不是光的专有属性。

关键字：波；波速；光速；相对论；经典力学

0 实验目的
光速不变原理是相对论成立的基本前提，只有光速不变原理成立，相对论才是正确的。本实验目的就是用实验数据来验证光速不变原理是否正确。
光速不变原理包括两个基本内容：1、光速与光源运动速度无关；2、光速是常量，与观测者的相对运动速度无关，即光速与参照系无关。这两点中，第1点是实验数据，第2点则是在第1点的基础上进行推理得出的，这个推理结论与牛顿经典力学矛盾，本实验的目的，就是用实验数据分别验证以上两点是否正确。

1 实验的理论基础
光是电磁波，我们只需将光与波的基本属性进行对比，就可发现真相。
光速不变原理通过“光速与光源运动速度无关”推导出“光速与参照系运动无关”。如果我们能用实验证明水波的速度与波源运动无关，就可以用相同的逻辑推导出“水波的速度与参照系运动无关”。我们下面的工作就是用实验验证“水波的速度与参照系运动无关”是否正确，就能证明光速不变理论是正确的，如果“水波的速度与参照系运动有关”，则可反证逻辑错误，不能由“光速与光源运动速度无关”推导出“光速与参照系运动无关”，证明相对论的前提条件不成立，整个相对论理论体系都是错误的。所以，我们下面的实验目的有两个：
1、 用实验证明：水波速度与波源速度无关；
2、 用实验证明：水波速度与参照系运动无关。

1.1 证明光是应力波
在做实验之前，我们还必须证明光是波，并且证明光是和声音一样的应力波，实验才有可比性。
首先要说明的是，光的衍射和干涉均不能证明光是波，因为粒子束受力后产生的散射现象和这两个现象的投影有相似性，很难区分，所以，光的衍射和干涉现象并不是充分证据，所以，传统理论是错误的，但我发现有另外两个现象可以充分证明光是波。
证据1：根据牛顿力学第一定律，粒子的速度一旦降低，在不能从外部得到能量的情况下，不可能再升高，而光从玻璃中进入空气中时，速度会增加，这和声波从空气进入玻璃中速度会增加一样，说明光是和声音一样的应力波（媒质振动波），并且能证明玻璃中的光媒质压力比空气中小。如果光是粒子束，则光在未从外部获得能量的情况下，速度不可能变高。另外，粒子在传播的过程中损失能量后，表现为粒子速度下降，而光在经原子反射、折射、空气吸收等消耗能量后，速度始终不变说明光不可能是粒子束，即光不可能是物质波，而是象声音一样的应力波。应力波有两上基本特点：一是在应力波传播的空间必须充满媒质；二是媒质间必须存在强作用力。既然我们证明了光是如声音一样的应力波，就可以证明宇宙空间必定充满光媒质——以太，不间断的存在，并且存在象大气压力一样的以太压力。
证据2：粒子有速度迭加现象，如果光是粒子束，当光源的运动速度是V1，光速静止时速度是C，那么，对于运动的光源，实测的光速应为C+V1，原因是粒子会和光源同步运动，粒子的初速度是光源的速度V1，但实验结果是：光速与光源运动无关。我们下面的实验就是要证明，“波速与波源运动速度无关”，这是应力波的专有属性。通过“光速与光源运动无关”这一实验结果也可以证明光是和声音一样的应力波。

2 实验
我们来看图1，图1是快艇在水中行驶的照片，看了这个图片您有什么感觉？什么想法？从图1可明显看出，在船的前面没有波浪，为什么？

我们先来做个实验说明牛顿经典力学的速度迭加学理。有一条船以V1=3米/秒的速度行驶，小明以V2＝6米/秒的速度从船尾向船头跑，问：在岸上静止不动的观测者小红测得小明的速度是多少？答案：小红测出小明的速度为V1+V2=3+6=9米/秒。
现在，我们来分析图1，说明为什么人们认为牛顿经典力学与光速不变原理矛盾。按照牛顿经典力学的速度迭加原理，如果快艇的速度V1=10米/秒，水波的速度V2＝0.5米/秒，那么，在岸上静止不动的观测者测得快艇船头的水波速度应为V1+V2=10+0.5＝10.5米/秒。10.5米/秒的速度比快艇的速度10米/秒快，那么，由于水波的速度超过快艇的速度，这样，水波就会跑在快艇的前面，快艇船头就应该有水波，而图1中明显可以看出快艇船头并没有水波（浪花），难道牛顿经典力学在这种低速情况下也是错误的？这种低速的情况也得用相对论来解释？人们正是基于上面的认知，认为牛顿经典力学与“光速与光源运动无关”这一实验数据矛盾，很显然，不只是光速，水波速度存在同样的矛盾。问题出在哪呢？
分析：前面的经典力学速度迭加原理实验中，船上的小明和船同步运动，当小明不跑动时，岸上的小红测量小明的速度等于船的速度3米/秒，即小明不跑动时也有3米/秒的初速度。而当船在水中运动时，水并不跟随船同步运动，即水的初速度为零，当船的振动产生水波时，水波的媒质水分子总是从零初速度开始加速，也就是说，无论船的速度多快，水波的初速度始终为零，和船的运动速度没有任何关系，原因就是水不跟随船同步运动，所以水波与船之间不存在速度迭加现象，水波的速度与船速无关（船是水波的波源）。所以，用经典力学的速度迭加原理分析水波的速度是在不了解事物本质的前提下应用的错误方法，由于波速与波源速度之间没有任何关联性，因此，用“光速与光源运动速度无关”推导出“光速与参照系运动速度无关”存在逻辑错误，是将两个没有关联性的事物硬扯在一起。另外，我们还做了声波实验，声波实验也证明，声波的速度与声源的运动速度无关，原因是空气分子不跟随车同步运动，无论车速多快，声波的初速度始终为零。
从图1可以发现，和光一样，水波的速度也与波源的速度无关。第一个问题解决了，那么，水波的速度是否也与参照物无关呢？
实验方法：在水中投入一颗石子，岸上静止的观测者小方测量水波的速度是0.5米/秒；小叶以0.2米/秒的速度做匀速运动，运动方向与水波前进方向一致，小叶测量水波的速度为0.3米/秒；小王以0.5米/秒的速度做匀速运动，运动方向与水波前进方向相同，小王测量水波的速度为0米/秒。这个实验说明，水波的速度与观测者有关，即水波的速度与参照系运动有关。实验结论：
1、 水波速度与波源速度无关；
2、 水波速度与参照系运动有关。

以上实验数据可以证明，用“水波速度与波源速度无关”推导出“水波速度与参照系运动无关”的结论是错误的，与实验数据不符，因此可以反证，不能用“光速与光源速度无关”推导出“光速与参照系运动无关”，相对论的前提条件不成立。

波速定律1：波速与波源的运动速度无关，与观测者的运动速度有关，是矢量。

波速定律1的解释。波速与波源运动无关是因为：波源运动时，波的媒质不跟随波源运动，仍是静止状态，而波总是以媒质的初速度开始加速的，由于媒质始终静止，波的初速度总是零，和波源的运动速度没有任何关系，即波的速度与波源速度没有任何关联性。

关于波速，我们已知的实验数据：声音在1倍大气压的速度是音速（340米/秒），在更高的气压下，声音传播速度变快，较低气压下，声音传播速度变慢，故可以总结出以下定律。

波速定律2：波速与媒质的压力有关，媒质压力越高，波速越大，媒质压力越低，波速越小。

从波速定律1可知，波速是矢量，具有方向性，而常量是没有方向性的，故波速不可能是常量；从波速定律2可知，波速大小与媒质压力有关，也不可能是常量。故光速不变原理除了有逻辑错误，认为光速是常量也不符合物理学的基本定律。

3 总结
光速不变原理错误的原因：由于波速与波源速度之间没有任何关联性，因此，不能用“光速与光源运动速度无关”推导出“光速与参照系运动速度无关”，因为两个没有任何关联性的物理现象，其中一个的存在和另一个没有任何关系，两者之间不存在逻辑关系，不能由其中一个推导出另一个。实验数据也证明，这个推导结果是错误的。
从波速定律1可以看出，波速与波源速度无关并非光的特有现象，而是波的普通定律，反过来说，光作为电磁波，其运动规律不能违背波速定律。由于光速不变理论中的“光速与参照系运动速度无关”这一理论违背了波速定律1，认为光速是常量违背了波速定律1和波速定律2，故可证明这一仅凭推理得出的理论是错误理论。实验数据证明，牛顿经典力学才是正确的，波速与参照物运动速度有关。
所谓牛顿经典力学与高速世界的矛盾，只是未了解事物本质的妄断，事实上当我们了解事物本质后，就会发现牛顿经典力学可以更好的解释相对论解释的所有自然现象，不但没有任何矛盾，还直观、可信，有实验数据支持。譬如说，经典力学的分支——《动态力学》用实验证明：光速不可超越是因为受力物体的速度不可超越施力物体的速度，电荷作为受力物体，其最大速度不可能超过施力物体——电场力的速度（电场力的速度是光速）。对于光速不可超越现象，经典力学解释的直观、合理，还有实验数据验证，相对论的动质量理论则矛盾重重。
再譬如，对于高原上的原子钟比平原上的原子钟走的快这个现象，《寻找以太实验》和《磁场、电场本质》一文用实验数据说明，质子、中子、电子这样的粒子的共振频率与外部压力有关，压力越大，共振频率越高，反之越小，而海拔高度是粒子外部压力的影响因素之一，在一定海拔高度范围内，海拔越高，压力越大，原子共振频率越高，由于原子钟是以原子的共振频率计量时间的，原子共振频率高，原子钟就会走的快。飞机上的原子钟向东飞行时变慢，向西飞行时变快道理一样，是源于外部压力变化造成的原子的共振频率变化，而相对论的计算结果与这一实验数据矛盾，经典力学则无往不胜。
再譬如核能问题。经典力学用实验说明：1、让两个铁球以0.1米/秒的速度相撞，释放的动能较小；2、让两个铁球高速旋转，再让两个铁球以0.1米/秒的速度相撞，释放出巨大的能量，并且铁球也撞裂了。实验结果分析：当铁球自转时，释放的主要能量是铁球的自转动能，而如果铁球不自转，释放的能量就非常有限。这个实验结果结合《电场原理实验》一文的实验数据可以说明，核裂变和核聚变释放的能量主要是旋转的电荷的自转动能。由于电荷呈风车结构，在自转动能失去后，被以太风一吹就会重新旋转起来，由于电荷能从环境中获取能量，就象风力发电机能为我们提供永不枯竭的能量一样，核能永不枯竭。相对论的质能公式则远没有经典力学解释的直观，并且无法用实验验证。

参考文献网址（百度文库）：
《寻找以太实验》
《电场原理实验》
《磁场、电场本质》
《动态力学》

原创作者：陶俊
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