利用拍频效应在低速条件下验证光的多普勒效应:物理原理与实验设计VERIFICATION OF LIGHT'S DOPPLER EFFECT IN THE LOW SPEED LIMIT VIA THE BEAT FREQUENCY:PHYSICAL PRINCIPLES AND EXPERIMENTAL DESIGN
武灵芝,董帅
摘要(Abstract):
狭义相对论给出的可测量物理量与经典牛顿力学的结果在高速时有明显的区别,但在低速情况下一般是和经典牛顿力学相互兼容的,即洛伦兹变换在低速极限时退化为伽利略变换。这一方面和实际相吻合,另一方面也给狭义相对论的日常实验验证带来了困难。但即使在低速情况下,电磁波的多普勒效应由于洛伦兹变换,将与机械波的多普勒效应产生明显的差别,这提供了一个相对容易验证的途径。将两束相干的激光进行多普勒效应处理后叠加,其微小的红移或蓝移会产生拍频效应。通过监测拍频的数值,可以在低速条件下显著区分洛伦兹变换和伽利略变换。通过改造迈克耳孙干涉仪,可以实现上述功能。
关键词(KeyWords): 洛伦兹变换;多普勒效应;拍频效应
基金项目(Foundation): 江苏省高校实验室研究课题(GS2022YB36);; 南京邮电大学研究课题2022XSG01);; 国家自然科学基金(12325401)资助
作者(Author): 武灵芝,董帅
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