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[请教，讨论] 电磁学的实验再检验（18）：“真空中单向光速”的直接测量（一）
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[请教，讨论] 电磁学的实验再检验（18）：“真空中单向光速”的直接测量（一）
真空： vacuum
斐索： Armand-Hippolyte-Louis Fizeau, 1819-09-23 ~ 1896-09-18, 76
光速不变原理： postulate of constant speed of light
以太： ether
狭义相对论验证： special relativity verification
迈克尔逊－莫雷实验： Michelson-Morley experiment
图1 静止参照系的单向光速测量的原理示意图
如上图：
静止参照系，真空室内。
光源：①可以采用单色激光；②也可以采用加速器的“同步辐射”。
高频遮挡：石英晶体，压电效应。
旋转齿轮：实在不行，就用纳米技术。
光强检测：半导体光电效应等。
距离、旋转齿轮转速：两个主要的自变量。
当“高频遮挡的时间周期 × 光速 = 距离”时，光强检测出现极值。极大值、极小值，与“高频遮挡”、“旋转齿轮”的矩形齿牙的等效初始相位差有关。实验中“光强检测”出现极值，就是对应“高频遮挡的时间周期 × 光速 = 距离”情况。即可得到“单向光速”的测量值。
其余细节，请参照历史上的同类实验。并用当代技术加以改进。
实验步骤请参考前天（2024-08-05）《[请教，讨论] 电磁学的实验再检验（17）：“真空中单向光速不变”可以直接测量吗？》里的实验步骤。
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445222.html
“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”，可以在静止系精确测量“距离”。
附录：Léon Foucault 测量光速的一些图片
图2 2774lichtgeschwindigkeit_fizeau_aufbau(1).png
图3 Experimento De Fizeau，Luz PNG
https://www.gratispng.com/png-255yxw/
图4 Strahlengang beim Experiment von FIZEAU
参考资料：
[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
还要说明一点，现有的实验（包括迈克耳孙莫雷实验）并没有证明光速是否同方向无关。引入光速同方向无关的假定是为了定义不同地点的事件的同时性，在没有其他方法确定这种同时性之前，光速是否同方向无关是无法用实验判断的。
②多普勒频移观测验证。多普勒频移的观测精度已达到0.5%；对介子寿命的观测精度约达0.4%；用原子钟做的实验精度较低约10%。这些实验的结果都同相对论的预言符合。
质能关系主要是通过核反应来进行检验，精度达到了百万分之三十五。
[3] 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]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=59593&Type=bkzyb&SubID=62038
由同一只标准时钟记录的时间（间隔）称为固有时（间隔）；放在不同地点的两只标准时钟记录的时间之间的差值称为坐标时（间隔）。
物理时间（指实际直接测量的时间）对应于固有时，而坐标时与同时性定义相关。
[4] 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
1849年，法国物理学家A.H.L.斐索用旋转齿轮的方法，
1926年，美国实验物理学家A.A.迈克耳孙用旋转镜法改进了斐索实验，他用了一个八面体的转镜，
1952年，英国实验物理学家K.D.弗罗姆用微波干涉仪法测量光速值，
1972年，美国标准局的K.M.埃文森等人采用直接测量激光频率和真空波长值的方法，用两者的乘积得出真空中光速值，
[5] 中国数字科技馆，2021-11-12，光速那么快，究竟是怎么测出来的？
[6] 科普中国，2021-12-31，光速
https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&ar_id=293312
自20世纪初起，我们的理论一直受制于爱因斯坦验证的光速极限，即每秒186282英里(约合每秒30万公里)。即使我们把宇宙飞船加速到这一速度，到达距离我们最近的恒星系统半人马座阿尔法星(距离我们大约4.3光年)并返回，也需要近十年时间。此外，宇宙飞船本身还要考虑能量限制。因此，必须要实现突破光速极限才有可能实现这些目的。科学家们实施了许多相关的实验，比如由美国普林斯顿大学科学家王利军(Lijun Wang)于2000年进行的实验和德国科学家于2007年进行的实验都取得了一定的进展。最初，科学家们坚信没有任何物质或信息能够突破光速，但光脉冲却能够做到。在真空状态下，在不同位置测到的光脉冲似乎以一种难以置信的速度在传播。不过，这一速度仍然无法对我们太空旅行提供太大的帮助。2007年的实验仍然存在争议。
贝勒大学物理学教授杰拉德-克利弗尔认为，在“量子纠缠”现象中，信息的传播速度似乎比光速快。2007年和2008年的两次实验表明，“量子纠缠”的速度至少是光速的1万倍。未来实现超光速的方法可能是跳跃到多维空间中。美国宇航局突破推进物理学计划前负责人马克-米利斯现致力于研究星际旅行，他表示，“肯定还有我们没发现的物理学领域。”米利斯举例指出，暗物质和暗能量或许能够为我们带来曙光。
[7] Messung der Lichtgeschwindigkeit nach FIZEAU
相关链接：
[1] 2024-08-05，[请教，讨论] 电磁学的实验再检验（17）：“真空中单向光速不变”可以直接测量吗？
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445222.html
[2] 2023-8-18，[小资料，小科普] 加速器的“同步辐射”
https://wap.sciencenet.cn/blog-107667-1399542.html
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https://wap.sciencenet.cn/blog-107667-1445525.html
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