[转载] 杨正瓴，2024-12-22：采用“电光效应”的单向光速测量物理实验方案
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杨正瓴，2024-12-22 05:15，科学智慧火花，中国科学院
采用“电光效应”的单向光速测量物理实验方案
投稿人：真傻 投稿时间：2024-12-22 05:15
杨正瓴
天津大学 电气自动化与信息工程学院
2024-12-22
一、采用“电光效应元件”的单向光速测量实验初步方案
在《斐索齿轮法与脉冲光：单向光速测量的可能性》[1]里，提出了用实体的物理实验测量单向光速[2,3]的原理。这里进一步建议可能的物理实验装置的初步方案。如下图。
图1 采用“电光效应元件”的单向光速测量物理实验方案
采用两个“电光效应元件”[4-6]。第一个元件，在电方波脉冲作用下，将“连续光”遮挡成“脉冲光”。之后，第二个元件，等效实现“斐索齿轮”的作用。
由于电信号的传播速度，与光速同量级。所以，在上述方案（图1）中，整个装置都处在静止状态。光通过两个“电光效应元件”的时间 τ
τ = D/c
这里，D是两个电光效应元件之间的空间距离，c是光速。
两个“电光效应元件”上施加同一个电方波脉冲，其周期为T。将T在τ上下一定范围内变化。亦即，不进行指定距离D的改变，而是改变脉冲光的周期T。这样，可以提高实验的精度。
当完成了足够次数的测量后，再改变两个“电光效应元件”之间的指定距离D。重复上面的步骤。即可完成重复性实验。
二、说明
（1）电光效应元件：可以由“泡克耳斯效应 Pockels effect”实现[4-6]，其响应时间低于飞秒（fs, 10-15s）。
（2）光强检测可以采用“光电效应”[7,8]，其响应时间也低于飞秒（fs, 10-15s）。
其余从略[9-11]。
参考文献：
[1] 中国科学院科学智慧火花，杨正瓴，2024-09-27，斐索齿轮法与脉冲光：单向光速测量的可能性[EB/OL]
[2] 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]
[3] 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]
[4] 2023-02-10，电光效应/electro-optic effect/张颖，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]
[5] 2022-01-20，泡克耳斯效应/Pockels effect/初桂荫，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]
[6] Martin Thomaschewski, Vladimir A. Zenin, Christian Wolff, Sergey I. Bozhevolnyi. Plasmonic monolithic lithium niobate directional coupler switches [J]. Nature Communications, 2020, 11(1): 1-6
doi: 10.1038/s41467-020-14539-y
Owing to the extremely short response time (~ fs) of the Pockels effect
[7] 2022-01-20,光电效应/photoelectric effect/徐湛，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]
光开始照射与光电子射出之间的时间间隔非常短，在早期的实验观察中，根据当时的时间测量精度推断，这个时间的滞后不大于10-9秒。
doi: 10.1038/s41586-018-0503-6
[9] 杨正瓴，2024-12-10，[打听，单向，光速] 结实的高性能“平行光”信号光源，都有哪些？[EB/OL]
[10] 杨正瓴，2024-12-09，[打听，资料] “光电效应 photoelectric effect”的响应速度[EB/OL]
[11] 杨正瓴，2024-12-07，[打听] “泡克耳斯效应 Pockels effect”及其响应时间[EB/OL]
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