中学数学在前沿性物理探讨中的应用——宏观物体超光速现象实验设计

一、引言光子静止质量问题、超光速现象等前沿物理问题早已成为人们关注的热点,王力军博士“光脉冲在铯原子气体中的群速度为光速的310倍”的“超光速现象”报道曾在看似平静的光学领域荡起过微微涟漪,尽管这个报道并未带来“光速极限”认知的真正突破,但这实际上也表明了一个事实,即“光速极限”结论并未真正被人们公认。光速问题是现代物理的基础性问题之一,现代物理几乎都表明了一个普遍性问题“真空不空”,因为“真空不空”,所以“真空中光速不变”原理来源不清,即“真空中光速不变”原理至少不能算是最完善的结论,从而“光速极限”结论…     

“超光速”印证古诗佳句

前不久,美国《自然》杂志发表了我国科学家王力军的一篇有关“超光速”的实验论文,当即引起了世界物理学界的关注,王力军,这位中国人的名字也成了人们关注的焦点。 另据美国《华盛顿邮报》称,这是一个里程碑式的“实验”,“打破了宇宙速度极限”,从而对爱因斯坦的狭义相对论提出了挑战。     

研究光的真空色散现象时的一个新观点

本文提出一种新的观点，承认光的真空色散现象，认为光速不等同于极限速度，并能在理论上与狭义相对论取得一致，但对光速不变原理提出小的修正。     

光速可被超越吗

光速为每秒300000千米，如果要说的更精确，即每秒为299792．458千米，这是它在真空中的速度，相当于每秒绕地球七圈半．在现实生活中，的确没有出现过比光更快的速度．宇宙飞船也只是超过了“第二宇宙速度(即每秒11．2千米)”罢了，远远无法与光速匹敌．即使在高能粒子加速器中，再怎么努力，其粒子的速度最快也只是光速的99．99％，光速永远无法超越!人们对此深信不疑。     

速度的测不准关系和光速恒定原理

基于量子力学可以获得速度的测不准关系，这样光速作为速度也将是测不准的．在小时空范围和高能时，光速应有统计涨落．这些结果和真空中光速恒定原理存在矛盾．相对论和量子论只有在它们发展以后才能完全统一．     

中国科学家和他的"超光速"

7月20日,美国<自然>杂志发表了一篇有关"超光速"实验的论文,立即引起了世界物理学界的关注.王力军,这位中国人的名字成了人们关注的焦点.美国<华盛顿邮报>称,这是"一个里程碑式的实验","打破了宇宙速度限制".有媒体甚至认为,王力军等人的研究对爱因斯坦的狭义相对论提出了挑战.     

“超光速”的理想实验

相对论指出:真空光速是宇宙中物质相对运动的极限速度.运动虽然是物质的根本属性.但运动并不只局限于物质客体本身.在物质客体本身运动所派生的其它运动中,完全有可能出现超光速现象.     

视超光速源的“核固定”与视超光速

在相对论超光速模型的基础上,进一步给出视超光速源的核与子源的视速度方程;核与子源速率相等条件下的真实速度方程;设核与子源速度为光速时的视速度关系方程等。结果证明,离我们而去的核表现为“固定”,向我们而来的子源表现为超光速,二现象在质心固定的相对论超光速模型中得以统一。     

对光速不变现象的剖析

根据牛顿空间由于运动而发生的变化，运用伽利略变换，揭示了光速表现不变现象的原因，论证指出：作为建立狭义相对论理论的基础，“光速不变原理”假设是错误的，所以，狭义相对论将无法成立．     

小读者的话

在高中物理下册第八章“光速”一节中说:“光在真空中的传播速度为30万千米每秒,即c=3.00×10~5千米/秒。”这样的写法是不确切的,容易给我们学生留下不准确的印象。我们知道,在1986年基本物理常数推荐值中,已经精确定义了真空中的光速c=299792458米/秒。作为高中物理课本,应该尽量给我们学生以最新的准确信息为好。因此,我建议课本再版时改为“光在真空中的传播速度为299792458米/秒。在一般计算中,可近似地取c≈3.00×10~5千米/秒”。在新版未出之前,敬请老师在上课时能注意     

续说“狭义相对论之光速不变原理”

拙作“狭义相对论之光速不变原理浅析”发表于贵刊 2 0 0 2年第 1 1期 ,讨论了光速不变原理的一些内涵 .但笔者觉得意犹未尽 ,有必要与大家再作一些讨论 .一、宇宙空间中看到的“超光速现象”是事实还是幻觉 ?天文学家在宇宙空间中观察到非常遥远的类星体能向外喷射电离气体 ,而且有时喷出去的速度看上去比光速快得多 .例如类星体QUASAR3C2 73的喷流速度就约为 1 0 c.这种超光速现象是事实还是幻觉 ?事实上 ,在地球上确定喷出物的位置和时间都是观测的结果 .天文学家为了测量这些喷流的速度 ,需要对其位置进行两次测量 ,以这两次测量之间…     

人类“穿越”的奥秘

"九星连珠"引发"合力效应"根据相对论,光速不可超越,著名科学家霍金曾设想,如果能够建造出速度接近光速的宇宙飞船,那么飞船必然会因为不能违反光速最快的法则,最终致使飞船内的时间放慢。但怎样才能让宇宙飞船追赶上光速?还有一个很玄的说法,即等待"九星连珠"的出现。所谓"几星连珠",指的是一种天文现象。有人认为,地球的引力来自地     

速度的测不准关系和光速恒定原理

基于量子力学可以获得速度的测不准关系,这样光速作为速度也将是测不准的．在小时空范围和高能时,光速应有统计涨落．这些结果和真空中光速恒定原理存在矛盾．相对论和量子论只有在它们发展以后才能完全统一     

宇宙能否接受"远程隐形传物"

根据爱因斯坦狭义相对论,真空中光速在任何惯性系中都相等,光速是一切物质运动和相互作用传播的最大极限。有关超时空传输(或量子隐形传送)的科幻故事由来已久,人们对这种技术的兴趣也经久不衰。皆因在爱因斯坦的相对论中,没有任何东西可快过光速。对渴望突破三维空间限制的人类来说,“超时空传输”与“时间机器”一样,都遥不可及,但却偏偏是最吸引人的梦想。2002年8月,澳大利亚科学家提出,光速可能是不恒定的,这一大胆创新的设想,意味着现代物理学最重要的理论之一——爱因斯坦的相对论面临着空前的挑战。无独有偶,2003年3月,英国剑桥大学物理学高级讲师诺昂·马盖罗指出,大爆炸理论和相对论有几个问题没有解决,最直接的是:第一,相距遥远的星系之间相似的概率几乎为零;第二,如果光速是固定不变的,宇宙就不可能膨胀的这么快。科学家早就认识到这一点,但迄今为止所有试图解释这些现象的理论都是修正而不是根本替代大爆炸理论。     

《光学》单元复习

一、知识结构二、基础知识（－）光的传播规律1．光的直线传播①光在同一种物质里传播的路线是直的。或者说：在同一种物质里，光线是直的。②光线在同种物质里传播都是直线，只有在两种物质界面处才改变其方向，发生偏折或反射。③小孔成像（倒立实像）、影子、日蚀、月蚀都是光直线传播形成的现象。④光速：在真空中最大，力3×105千米／秒（空气中近似为此值）。在水中光速是真空中的。2．光的反射（1）光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射。（2）光的反射定律反射光线跟入射光线和法线在同一平面…     

中学物理“相对论”教材教法新思考

物理学,可以毫不夸张地说是科学技术之母。怎样尽早地把近现代物理知识通俗易懂地介绍给中学生朋友是值得我们深思的一个问题,下面结合多年的教学实践和经验简单地谈谈“相对论”的中学教法。一、“狭义相对论”的基本原理是什么1.相对性原理:在所有的惯性系中,物理学上的基本定律是相同的。2.光速不变原理:在所有的惯性系中,真空中的光速具有相同的量值c。所谓相对性原理是指所有物理学的基本规律在不同的惯性系中具有相同的形式。所谓光速不变原理是指光的传播速度与所选择的参考系无关。在同一参考系中,光速与光传播的方向以及光源是否运…     

天体以超光速膨胀和收缩

黑洞天体喷出的等离子速率似乎超越了光速。天鹅座X3在银河系内被称为黑洞的候补天体,以所产生的等离子亮度的变化而闻名。英国的纳夫尔德射电天文研究所的S·威尔博土观测了这一天体并得到了每隔1（y60分钟的电波图像。通过分析电波图像得出天鹅座X3是以超光速膨胀和收缩的结论。据威尔博士介绍,天体以此超光速膨胀收缩的现象是首次被发现,而且用过去的超光速现象理论无法阐明这种运动现象。本观测结果在揭开超光速现象机理的基础上可能会引发新的争论。天体以超光速膨胀和收缩@王萍     

高中物理常数教学的多层思考与实践

在教学设计中,物理常数作为高中物理教学的重要素材,对其深入的进行教学价值探索很有必要,重视这些常数的教学物理教学会产生出乎意料的良好效果.一、物理常数教学的教育价值思考首先从根本上说,物理常数涉及的理论往往带有基础性,涉及人类对于自然的根本认识,涉及认识的层次与发展水平.例如,人类认识并探索"真空中的光速"的历程,其实也是探索物质特性与时空特征的过程,爱因斯坦提出的"真空中光速不变"的假定,成为了相对论时空观的基本立脚点,因此对于真空中光速的测定与真空光速的物理意义的规定成为了涉及到时空特征的重大命题;再如,密立根对电     

光的反射

考测点导航 1.光的直线传播光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像、日食、月食、影子等都是光沿直线传播的例证。光在不同的介质中传播的速度不同,在真空中光传播的速度最大(3×108m/s),空气中的光速近似等于真空中的光速。     

以光速行驶

问题:如果你在以光速行驶的车辆里,拧开前灯,你能看见来自前灯的光亮吗? 解答:在自传式笔记里,爱因斯坦写道:“十六岁,我就碰到过一个似是而非的议论:如果我以光速c(光在真空中速度)追踪一束光,那我应该看到光束乃是不向前行进的在空间振荡的电磁场”。(你会记得,按麦克斯韦学说,光是由电磁波组成。)爱因斯坦继续说,他知道这种不向前