Автор Тема: Простой эксперимент по измерению релятивистского эффекта сокращения длинны  (Прочитано 1312 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
Простой эксперимент по измерению релятивистского эффекта сокращения длинны (лабораторная работа для физических ВУЗов)
   Задачу измерения эффекта  релятивистского сокращения геометрического размера решить чрезвычайно трудно из-за сложности создания механических объектов, движущихся на  Земле со скоростью, сравнимой со скоростью света в вакууме
http://sbkaravashkin.blogspot.com/2018/01/7.html
http://samlib.ru/editors/d/doroshew/dlina.shtml
http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=602437.0
   В устройстве  http://www.modcos.com/news.php?id=97   изменение индуктивной нагрузки длинной линии с помощью СКВИДа, приводит к изменению её электрической длины. Такое  изменение  нагрузки (управляемое электрически!) воспринимается электромагнитным полем,  распространяющимся   в линии, как геометрическое изменение её длинны с релятивисткой скоростью.
    Изменение индуктивности нагрузки можно выполнить за доли наносекунды, что даёт  возможность изменять геометрический размер линии со скоростями, сравнимыми со скоростью света в диэлектрике длинной линии.
 Предлагаю схему простого опыта (Рис.1)  по измерению релятивистского укорочения длинной линии на радиотехнических элементах (без применения СКВИДов и криогенных систем).
 
Рис.1.Схема опыта по измерению релятивистского укорочения длинной линии
  В опыте измеряется длительность импульса  U, сформированного длинной линией D (коаксиальный кабель), нагруженной на, изменяемую скачком (с помощью ключа Кл) от 0 до L , индуктивность, что должно изменять электрическую длину линии.
   Одновременно с изменением нагрузки на вход линии с  генератора подается перепад напряжения.
Если провести измерение длительности Δt, сформированного линией импульса U (см. Рис.1), для случаев
  1.Δt1  - линия нагружена только на близкое к нулю сопротивление ключа;
  2. Δt2  - линия нагружена только на L;
  3. Δt3  - линия нагружена на быстро изменяющуюся от 0 до L индуктивность, что должно соответствовать быстрому укорочению линии и привести к релятивистскому эффекту изменения длительности, поскольку одновременно с изменением нагрузки на линию подается электрический сигнал – перепад;
 можно получить:
  4. Абсолютное удлинение при классическом движении линии (длина стержня в покое)
Δt4= (Δt2 – Δt1)

   5.Абсолютный релятивистский дефект удлинения составит (укорочение стержня)   
Δt5 =(Δt2 –  Δt3 ) .
   6.Остаток стержня (релятивистская длинна стержня)
Δt6=Δt4 - Δt5 = Δt3– Δt1.
   7.Гамма-фактор
γ =  Δt4 /Δt6 =(Δt2 – Δt1)/(Δt3– Δt1)  = (√1 – (v/Cдл)2)-0,5
где, Cдл  - скорость поля в длинной линии, равная С/√ε.
   В макете используется:
   А.Генератор, создающий  перепад напряжения от 0 до 0,5В  с длительностью фронта и спада 0,5 нс и частотой повторения 10 МГц.
   Б.Ключ Кл (за  0,5нс) синхронно меняет  индуктивность L нагрузки длинной линии от 0 до 2*10-3 Гн.
   В.Длинная линия в виде коаксиального кабеля с волновым сопротивлением  75 Ом,  длиной 2 м, полиэтиленовым диэлектриком    ε = 2,3   (1м кабеля дает 5 нс задержки).
  Г.Измеритель длительности импульсов, состоящий  из компаратора, интегратора, усилителя и вольтметра, включенных каскадно.
    После настройки установки, а это,  прежде всего, получения импульсов, постоянных по амплитуде, на выходе линии во всех  трех режимах работы ключа Кл (тогда компаратор измерителя Δt даст верные отсчёты),  удалось получить: 
   1. Ключ замкнут: нагрузка линии почти короткое замыкание (полное отражение сигнала и удлинение линии отсутствует) Δt1 = 20нс.
   2.  Ключ разомкнут: нагрузка - катушка индуктивности в ~2миллигенри  (полное удлинение линии) Δt2 = 30нс (двухметровый кабель стал трёхметровым).
   3.Ключ переключается синхронно с поступающими на вход импульсами: (динамическое удлинение линии) Δt3 =21нс.
4. Гамма-фактор
γ =  Δt4 /Δt6 =(Δt2 – Δt1)/(Δt3– Δt1) = (√1 –(vдл/Cдл)2)-0,5 =10
   Вывод.   Весьма заметные релятивистские эффекты можно найти не только на просторах космоса или в глубинах микромира, а прямо здесь, у себя на рабочем столе (См. Фото.1)
 
Фото1. Макет  устройства
    При скорости поля в линии Cдл = 200000км/с  средняя скорость сокращения  линии  составила vдл = 198000км/с, а это значит, что геометрический размер линии изменялся со скоростью 0,66С.
   Создана электромагнитная "пушка", выстреливающая виртуальным кабелем со скоростью 66% скорости света в вакууме, что  очень не скоро удастся получат механическим способом.
  Для того, чтобы  проверить специальную теорию относительности не требуется сложного и дорогого оборудования. Достаточно желания и  квалификации  радиоинженера.



« Последнее редактирование: 30 Октябрь 2019, 10:19:27 от VPD »


Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
    При скорости поля в линии Cдл = 200000км/с  средняя скорость сокращения  линии  составила vдл = 198000км/с, а это значит, что геометрический размер линии изменялся со скоростью 0,66С.
   Думаю, что 66% скорости света в вакууме очень не скоро получат механическим способом.
  Для того, чтобы  проверить СТО не требуется сложного и дорогого оборудования. Достаточно желания и  квалификации  радиоинженера.
Да, уже и сверхскорости в кусочных линиях фантазировали, а всё потому, что никто (кроме меня) не умеет считать длинные линии с несогласованной нагрузкой. Вот и выдумывают, не зная что и где, а главное, как искать... Без этого можно бесконечно долго и бесплодно пытаться трактовками "маяться". Но если уж хотят выдумывать, аж невмоготу, то это из проблемы...  :)

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
Да, уже и сверхскорости в кусочных линиях фантазировали, а всё потому, что никто (кроме меня) не умеет считать длинные линии с несогласованной нагрузкой. Вот и выдумывают, не зная что и где, а главное, как искать... Без этого можно бесконечно долго и бесплодно пытаться трактовками "маяться". Но если уж хотят выдумывать, аж невмоготу, то это из проблемы...  :)
К сожалению, Сергей Борисович, признать такой комментарий конструктивным  не могу.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
К сожалению, Сергей Борисович, признать такой комментарий конструктивным  не могу.
Ваше право, но то, что не зная особенностей распространения волн в длинных линиях, пытаются на этом незнании строить версии - очевидность. Я имею полное право говорить об этом, поскольку точные аналитические решения у меня и проверены, кстати, экспериментом. Вся проблема там в том, что измеряют фазы запаздывания, которые считать не умеют... А так? Пусть у Вас будет конструктивно без моих знаний...  :)

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
Ваше право, но то, что не зная особенностей распространения волн в длинных линиях, пытаются на этом незнании строить версии - очевидность. Я имею полное право говорить об этом, поскольку точные аналитические решения у меня и проверены, кстати, экспериментом. Вся проблема там в том, что измеряют фазы запаздывания, которые считать не умеют... А так? Пусть у Вас будет конструктивно без моих знаний...  :)
Обсчитать длинную линию можно и, естественно, нужно.
Но у меня  измеритель, показывающий реальное электрическое удлинение линии и реальное её укорочение за счёт релятивистского сокращения длинны.
Не корова же языком слизала целых 9 нс?

Оффлайн Метафизик

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10169
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +350/-1546
  • Пол: Мужской
Я имею полное право говорить об этом, поскольку точные аналитические решения у меня и проверены, кстати, экспериментом.

После того как ты "отменил" Лоренц-фактор, тебе бы, Серёга, надо присесть пониже, а то угореть можно...
от твоих "экспериментов"...   %#-*   ^^*#
:ё:..

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
Обсчитать длинную линию можно и, естественно, нужно.
Но у меня  измеритель, показывающий реальное электрическое удлинение линии и реальное её укорочение за счёт релятивистского сокращения длинны.
Не корова же языком слизала целых 9 нс?
Уж не серчайте, но это в стиле: если мы видим молнии, то их Зевс мечет.
Корова языком и слизала, точнее, изменение нагрузки изменило фазовое соотношение отражённых волн в линии, а измеритель это зафиксировал как изменение длины линии. Вот и вся недолга... Но это если считать по точным аналитическим формулам для линии с переходом неоднородности.  :)

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
После того как ты "отменил" Лоренц-фактор, тебе бы, Серёга, надо присесть пониже, а то угореть можно...
от твоих "экспериментов"...   %#-*   ^^*#
А что, поняли, что принцип относительности уничтожает Лоренц-фактор? А прикидывались тут ни разу не образованным, ХарькОв склоняли по темам... И к чему все эти кондебоберы? Лоренц-фактор отменил сам постулат относительности релятивистов ещё до вывода преобразований Лоренца. И сказал релятивистам: если хотите пользоваться формализмом алгебры, выкиньте ПЛ вместе с голимыми её извращениями. Но у Вас же не истина главное, а свои растопыренные обрубки... Вот и носитесь с ними, как с писаной торбой.   ./.

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
Уж не серчайте, но это в стиле: если мы видим молнии, то их Зевс мечет.
Корова языком и слизала, точнее, изменение нагрузки изменило фазовое соотношение отражённых волн в линии, а измеритель это зафиксировал как изменение длины линии. Вот и вся недолга... Но это если считать по точным аналитическим формулам для линии с переходом неоднородности.  :)
Естественно, этот процесс для гармонических сигналов будет выглядеть, как фазовый сдвиг.
Вначале я установку хотел сделать при использовании гармонического генератора на входе длинной линии, но счёл, что  измерение задержек импульсов проще, чем измерение фазовых сдвигов.
И интерпретация попроще для  импульсного сигнала.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
Естественно, этот процесс для гармонических сигналов будет выглядеть, как фазовый сдвиг.
Вначале я установку хотел сделать при использовании гармонического генератора на входе длинной линии, но счёл, что  измерение задержек импульсов проще, чем измерение фазовых сдвигов.
И интерпретация попроще для  импульсного сигнала.
А задержку импульса Вы не по приходу той же фазы измеряли? Как Вы думаете, реактивные элементы изменяют фазу?  ::)

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
http://www.modcos.com/news.php?id=97
А задержку импульса Вы не по приходу той же фазы измеряли? Как Вы думаете, реактивные элементы изменяют фазу?  ::)
Уважаемый Сергей Борисович, процесс в кабеле идёт, как ему предписано природой, я его не искажал.
Если вы считаете, что мой эксперимент не корректен для решения поставленной задачи, то вам надо спорить не со мной, а вот с тими ребятами
 http://www.modcos.com/news.php?id=97 .
У них скорости релятивистские тоже получились, однако.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
Уважаемый Сергей Борисович, процесс в кабеле идёт, как ему предписано природой, я его не искажал.
Если вы считаете, что мой эксперимент не корректен для решения поставленной задачи, то вам надо спорить не со мной, а вот с тими ребятами
 http://www.modcos.com/news.php?id=97 .
У них скорости релятивистские тоже получились, однако.
С ребятами (этими/не этими) я в своё время сталкивался. Точнее, они сами на меня выходили. И я им объяснял то же, что и Вам. Существующие формулы для несогласованной нагрузки голимые, поскольку основаны не на точных решениях, как у меня, а на приближённых оценках, взятых с левого угла.
В кабеле существуют в общем случае и прямые и обратные волны и соотношение зависит от несогласованности самой нагрузки. Я Вам задал простой вопрос: изменяют ли фазу реактивные элементы? Что будет с импульсом, если в нагрузке поставить индуктивность? Это же очевидный ответ, даже не требующий точных решений... к длине кабеля он никакого отношения не имеет, как и к сверхсветовым скоростям...  :)

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
С ребятами (этими/не этими) я в своё время сталкивался. Точнее, они сами на меня выходили. И я им объяснял то же, что и Вам. Существующие формулы для несогласованной нагрузки голимые, поскольку основаны не на точных решениях, как у меня, а на приближённых оценках, взятых с левого угла.
В кабеле существуют в общем случае и прямые и обратные волны и соотношение зависит от несогласованности самой нагрузки. Я Вам задал простой вопрос: изменяют ли фазу реактивные элементы? Что будет с импульсом, если в нагрузке поставить индуктивность? Это же очевидный ответ, даже не требующий точных решений... к длине кабеля он никакого отношения не имеет, как и к сверхсветовым скоростям...  :)
Все давно изучено теоретически https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F
См. раздел индуктивная нагрузка  - есть факт электрического удлинения, связанный с реактивностью на выходе линии.
Неоспоримый факт, и то, что мы обязаны его существование индуктивности , никак его не компрометирует. 

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
Все давно изучено теоретически https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F
См. раздел индуктивная нагрузка  - есть факт электрического удлинения, связанный с реактивностью на выходе линии.
Неоспоримый факт, и то, что мы обязаны его существование индуктивности , никак его не компрометирует.
Ну, если для Вас изучение заканчивается телеграфными уравнениями, это уже Ваш выбор. С точки зрения точных решений, их для линии с распределёнными параметрами вообще нельзя получить правильными без решения задачи для линии с сосредоточенными параметрами.
Я уже не говорю о том, что в телеграфных уравнениях не учитывается множественное отражение от концов линии, а это существенно. Также оперируют коэффициентами А, В, Г не умея их расписывать через свойства самой линии а не по максимумам/минимумам напряжения и тока. Обычные недостатки волнового уравнения. Но Ваше право этого всего не слышать и ассоциировать с длиной линии и, тем более, с релятивизмом, когда линия никуда не движется, а только изменяются нагрузочные сопротивления. Мне-то что?  :)
Кстати, даже в Вашей ссылке написано:
"Из эпюр следует, что в линии, работающей на индуктивность, также устанавливается режим стоячей волны. Изменение индуктивности приводит к сдвигу эпюр вдоль оси z. Причем с увеличением L эпюры сдвигаются вправо, приближаясь к эпюрам холостого хода, а с уменьшением L — влево по оси z, стремясь к эпюрам короткого замыкания".
Так о какой длине чего Вы гутарите?  ::)
« Последнее редактирование: 28 Октябрь 2019, 19:21:59 от sergey_B_K »

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
....
"Из эпюр следует, что в линии, работающей на индуктивность, также устанавливается режим стоячей волны. Изменение индуктивности приводит к сдвигу эпюр вдоль оси z. Причем с увеличением L эпюры сдвигаются вправо, приближаясь к эпюрам холостого хода, а с уменьшением L — влево по оси z, стремясь к эпюрам короткого замыкания".
Так о какой длине чего Вы гутарите?  ::)
Сергей Борисович, факты крайне упрямая вещь.
При коротком замыкании кабеля , длиной 2м, на его входе получается импульс длительностью 20 нс (туда-сюда =10+10).
А тот же кабель при замыкании на небольшую индуктивность (на постоянном токе тоже к.з.!) выдает  импульс длительностью 30нс при той же амплитуде
Откуда ещё 10нс , а Зин?
Откуда ещё метр взялся??
Не видеть этого факта - быть слепым, однако.
 

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
Сергей Борисович, факты крайне упрямая вещь.
При коротком замыкании кабеля , длиной 2м, на его входе получается импульс длительностью 20 нс (туда-сюда =10+10).
А тот же кабель при замыкании на небольшую индуктивность (на постоянном токе тоже к.з.!) выдает  импульс длительностью 30нс при той же амплитуде
Откуда ещё 10нс , а Зин?
Откуда ещё метр взялся??
Не видеть этого факта - быть слепым, однако.
Вот именно, на постоянном токе КЗ, а переменный ток имеет свои особенности... Откуда 9 нс? Из изменения суммарной фазы в нагрузке...  :)

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
Вот именно, на постоянном токе КЗ, а переменный ток имеет свои особенности... Откуда 9 нс? Из изменения суммарной фазы в нагрузке...  :)
Вы, однако,  не понимаете, что я сделал устройство, "стреляющее" виртуальным метром кабеля со скоростью света в диэлектрике. А навстречу этому "летящему метру" выстреливается электромагнитное поле, которое не  отличает виртуальный метр кабеля от реального.
Но, не стану вас переубеждать. Не имеет смысла, если результаты измерений вас не убедили.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
Вы, однако,  не понимаете, что я сделал устройство, "стреляющее" виртуальным метром кабеля со скоростью света в диэлектрике. А навстречу этому "летящему метру" выстреливается электромагнитное поле, которое не  отличает виртуальный метр кабеля от реального.
Но, не стану вас переубеждать. Не имеет смысла, если результаты измерений вас не убедили.
Если так Вам хочется миражами маяться, принимая одно за другое....  :)

Онлайн VPD

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 7563
  • Страна: by
  • Рейтинг: +344/-716
  • Пол: Мужской
  • Василий Петрович Дорошев
    • Дорошев
Если так Вам хочется миражами маяться, принимая одно за другое....  :)
А гармоники сложного сигнала, которые сложились "как надо" после отражения - не мираж?
Так, что не будем пугать друг друга миражами.
Это разные подходы к одному явлению.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2967
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +24/-30
А гармоники сложного сигнала, которые сложились "как надо" после отражения - не мираж?
Так, что не будем пугать друг друга миражами.
Это разные подходы к одному явлению.
На индуктивности? Гармоники сложились как надо? Вы шутите? Я же Вам привёл цитату из Вашей же ссылки...  ::)