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关于空间的方向性实验 詹礼葵 摘要：通过两个独立稳定的高频信号源做反向的圆周运动，长时间积累比较二者的时率差别，从而测试空间在任何方向上是否具有同等的性质，本实验首次采用两个独立信号源，与以往实验在原理上有区别，本实验首次证明了空间是有方向性的，文章介绍了实验原理、实验步骤、实验数据及分析、实验细节，以便读者审查分析。在物理学上有极其重要意义。 关键词：时钟，旋转，空间，方向 实验原理：所有参照系是平权的，即没有优越参照系，同其它物理定律一样，是建立在实验的基础之上的，其重要基础实验之一就是迈克尔逊一莫雷实验，实际上这是一个很大的误区，由于空间特性不仅作用于光，也同等作用于支撑系统，即使光速在不同方向上是有的差别，该实验并不能检出，这一点只需要基础数学知识就可以证明，最近中国学者将测光速精度提高到10-18量级，未测到方向差别，其本质是原理问题，并不是精度问题。无论将精度提高到何种程度。 克尔逊等人的实验为何不能检测空间方向性呢？因为这些实验是用同一个光源，那使用两个光源不就可以检验了吗，然而，这就会产生另一个问题，即时钟同步（校钟）问题， 所以：采用图2类似的方法也不能区别在不同方向光速不同。难道就毫无办法吗？经过大量的实验失败和总结，目前还是找到了一个可行的实验办法，如图3 ： 总结起来就是说：必须用处在不同弯曲空间的仪器互相观察，才有可能识别对方不同，不过，上述这一瞬间过程会很短，其频率变化也是极其微小的，测量起来很困难，但我们可以多次重复这一过程，并分扇区不断累加数据。实验如图4所示：将高频时钟A、B分别固定于高速旋臂的两端，让旋臂在划分为4个扇区的平面上旋转，中部分是处理器部分，时钟B经过2n分频（约旋转1/4园时间）作为时钟A的闸门时间，就如图所示位置，这时B时钟闸门间隔减小，而A时钟频率又变慢，显然可以得到一个较小的计数，旋转180°位置时显然再可以得到一个较大的计数，分别记录之。 系统由电机驱动在水平面高速旋转。在园面上等角度分布4个档片（其中一个为复位），使得两个光遮断器可以识别当时旋臂所在扇区位置。 通过一定的时间积累，如果观察到某一方向的数字始终偏大或偏小，就可以识别空间的方向性，只要实验足够精确，就可以求出系统的绝对速度。 图4 实验原理图 根据动钟效应，运动速度为v的时钟时间为： 假设系统的绝对速度为u，方向为正0扇区，圆周运动的线速度为v，由图1得： 合理近似为： 取太阳系速度u＝250km/s，v＝200m/s 如取积分时间为：T0=60分钟＝3600秒 则△T=4004纳秒 采用100M晶振的分辩率为10纳秒，差400个字，由于圆周运动平均速度小于线速度，实际值显然要小些。但是信号传输速度差别会略微增加这一差别，总而言之，上述实验是有可能探测到差别的。当然，可以提高晶振频率，或采用两个不同频率晶振提取拍频的方法提高实验精度，目前空气阻力和噪音是主要问题，如能在真空条件下实验就好了。 实验器材： 名称 数量 说明 计算机及RS232转换器 1 单片机89S51 1 处理器 单片机仿真器及仿真头 1 伟福E2000/L 编程器 1 烧写芯片 100M有源晶振 2 .MF 3.3V TTL 单相异步电动机 1 2800r/min　2.2KW 集成稳压LM317 3 光遮断器 2只 二极管1N60 4 其它: 集成块 74F74、74F163、74F04、74F573、CD4024、CD40106，常规电阻电容（10微法以下用钽电容），50-2同轴电缆， 4×72×250mm A3扁钢4×25×580mm A3扁钢, 直径1.5mm多股钢缆，碳刷、自制集电环，木螺钉，AB胶，Plast硅胶等。木材若干。 实验步骤： 绘制中心计数处理器原理图和线路板，晶振安装固定线路板。 用A3钢制作旋臂，根据受力状况，两端可渐细，制作方法可参考后面“旋臂制作”。 用木材制作好框架，固定好电机，使电机轴向垂直于地面。 固定旋臂，并将计数处理器固定，晶振线路板固定在旋臂两端，连接电源和信号同轴电缆，并将电缆固定在旋臂的开槽内。 安装制作好的三芯集电环碳刷组，以便向电路提供12V电源和串行引出实验数据。为便于观察，可将数据串行发送至控制器并通过串口发给计算机。 图5:实验系统侧视照片 图 6 实验系统俯视照片 安装好遮光片和光遮断器，将旋臂旋面校正于水平位置（消除重力影响），通电旋转，仔细调节好系统动平衡，注意安全。 静态仿真调试，在旋臂静止情况下，预热稳定，不读扇区地址，每次闸门中断程序自动变更扇区地址，调节电路和程序，使得各扇区数据均匀合理。 动态旋转实验，实验装置照片如图5:和图6: 。 实验数据：