斐索流水实验结果和光速不变的冲突

本人在家无聊,闲着没事,因为读不懂相对论,所以有一天突然想换一种方式解释,考虑了不少因素,最后都与实验结果不符合。失望之余,生活压力逐渐加大,不知道以后还有没有时间搞这些他人认为无用的东西。那谁曾经说过,失败是成功之母,所以我决定把我犯的小聪明都记录下来。

狭义相对论对于钟慢的解释如下图所示,方块O是个火车,速度为v,火车中上下反射的光对于观察者A而言的路径为S_2,因为完成一次反射事件在火车中需要\frac{2S}{C} ,而在旁观者A看来需要\frac{2S_2}{C} (因为光速不变)因此得出洛伦兹因子。


但令我困惑的是,对于在火车前方的观察者B而言,一道光从车厢头照射到车厢尾部的时间是t_B=\frac{l}{c+v} ,这个时间在B中发生耗时为t_O=\frac{l}{c } ,也就是t_O=t_B*k,k=\frac{c+v}{c} ,这会得出一个不同的结果,而且这个结果看起来更可靠。

为什么这么说,因为观察者是B,B只能看见射向他的光,而不应该看见不可能照射于他的光。如果射向他的光速都不为C,那么如何称之为“光速不变”呢?

换一种说法,假设光以粒子的形式存在,有确定的位置,且在任意观察者的视角内都为C,那么火车车位发出的光子e只可能同时有一个位置,也就是只能有一个速度。如果他在b中的速度为C,a中的速度也为C,且a正以速度v径直远离b,那只能解释为a在B参考系中的时间速度不同,令a发出的光子e速度提升\frac{c+v}{c} 倍,也就是c_b=c_a*\frac{c+v}{c} -v ,这样光子e在A参考系和B参考系中的速度就都可以为C了。


为什么不能解释为尺缩,如下图所示,如果将一个物体从V=0开始加速,那么L的长度就会发生变化,对于这个变化而言,不论是左对齐还是右对齐还是居中都会让尺的不同部分在加速过程中的速度不同。


所以我就把重心放在了计算第一种情况,它满足以下三个条件:

1.光以粒子的形式存在,有确定的位置

2.射向观察者的光的速度始终为C

3.为了满足1和2,基于相对于观察者的速度和位置,被观察者在观察者的世界内的时间速率不同


设光穿过单位长度的真空需要时间t,则穿过折射率为n的介质需要时间n*t。穿过L长度的介质会经过m个粒子,粒子收到光子以后,从吸收到发出需要时间t_m,且粒子对于光的吸收和发射的直径为d,也就是光少走了d*m/c的路程,但多使用t_m*m的时间,那么有:

(1)nt=t-\frac{d*m}{c} +t_m*m

如果放到流水实验中,如下图所示,水流a以速度v离开b,水流a中的事件发生的速度会变为k=\frac{v+c}{c} 倍,假设在B参考系中在水流a中射向B的光的宏观速度为C_2,那么它穿过L长度的用时为\frac{l}{C_2} ,在此期间水流走过\frac{l}{C_2} *V,那么光子e穿过的水流长度为l*\frac{C_2+v}{C_2} ,所以经过的粒子为水流静止时的\frac{C_2+V}{C_2} 倍。


那么光子穿过单位长度且正在以速度V径直原理观察者的水流,他的耗时为

(2)n_2*t=t-\frac{C_2+v}{C_2}*m* (\frac{dm-tm*k*v }{c} ) +\frac{C_2+v}{C_2} *k*tm*m

(3)k=\frac{v+c}{c}

(4)n_2=\frac{c}{C_2 }

把公式(1)(2)(3)(4)联立可以得出:

C_2=\frac{1}{n} *c -(1-1/n)*v ,结果和粒子的收发光直径d,以及发光所需时间tm无关且不等于实验结果。

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