NO20170983A1 - Måleapparat og fremgangsmåte for ikke-synkronisert signalmåling - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et måleapparat og fremgangsmåte for ikke-synkronisert signalmåling, som kan anvendes for måling av bevegelse av det tomme rom, og for måling av ekstrem høy hastighet med ekstrem nøyaktighet og eventuell innvirkning av at referansesystemet er i bevegelse.

Hastigheten på en elektromagnetisk bølge i tomt rom har vært antatt å være konstant sett av flere referansesystemer som har ulike hastigheter i forhold til hverandre og likeså for partikler med tilnærmet lyshastighet. Denne søknaden beskriver et apparat som avdekker om dette er tilfelle eller ikke. En hittil ubekreftet teori som forklarer hvorfor hastigheten av en elektromagnetisk bølge i tomt rom ikke nødvendigvis er konstant.

For å måle om elektromagnetiske bølgebevegelse i tomt rom ikke er konstant i de to referansesystemer, er det behov for to klokker. Den første klokken bestemmer tidspunktet for når målingen starter, og den andre klokken tidspunktet for når målingen slutter. Disse klokker er plassert i en avstand på mer enn en kilometer fra hverandre på en rett linje. Dette skjer i foreliggende måleapparat ved at et ekstremt nøyaktig ur, såkalt atomur, styrer senderdelen av apparatet og at et tilsvarende ur styrer mottakerdelen. Bølgen stråler rettlinjet fra den ene til den andre. Avstanden mellom klokkene, som er avstanden mellom senderdelen og mottakerdelen, dividert med differansen mellom de målte tider, gir hastigheten. Begge klokker, altså senderdelen og mottakerdelen, er til å begynne med på samme sted og i ro i forhold til hverandre. Dette for å sjekke at de da går synkront. Så beveger den ene seg til et sted 8 km lenger bort eller mer. En kan deretter bevege de to delene sammen, og så bevege dem i motsatt retning. En måler da hastigheten begge ganger. Dersom de to målte hastighetene er forskjellige, er det mulig å beregne farten til referansen. Da er i så fall målingen ikke uavhengig av referansesystemet.

Målemetoden minner om de klassiske målinger av lyshastigheten på slutten av 1800-tallet, før målingene gjort av Michelson-Morley-eksperimentet i 1887.

Metoden ifølge oppfinnelsen er fortsatt forskjellig fra dette, og den er heller ikke basert på tradisjonelle relativistiske forestillinger.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe et måleapparat og fremgangsmåte for ikke-synkronisert signalmåling, og som eventuelt kan anvendes for måling av bevegelse av det tomme rom, og for måling av ekstrem høy hastighet med ekstrem nøyaktighet og eventuell innvirkning av at referansesystemet er i bevegelse.

Overnevnte formål oppnås med et måleapparat for ikke-synkronisert signalmåling, omfattende en sender og en mottaker utstyrt med respektive klokker. Senderen er koblet til et atomur og er innrettet til å sende et signal som er synkront med signalet til senderens atomur. Mottakeren er koblet til et atomur og er innrettet til å motta signalet fra senderen, der senderens atomur og mottakerens atomur ikke er forbundet med hverandre eller synkronisert med hverandre. Måleapparatet omfatter eller er koblet til utstyr for å måle faseforskyvning av signalet i forhold til en gitt frekvens og fase, samt til å konvertere faseskiftet til to spenninger basert på et signal som er synkron med signalet fra atomuret i mottakeren, og måleapparatet omfatter en datalagringsenhet for lagring av avleste data.

Senderen kan sende et sinus-signal på 1,2312GHz.

Senderen og mottakeren er gjerne plassert med en avstand av 8km eller mer fra hverandre. Senderen og mottakeren kan være innrettet til å variere avstanden mellom dem.

Mottakeren er fortrinnsvis en mottaker for fasemodulert signal, og omfatteren oscillator for å måle om fasen på sendersignalet er forskjellig fra fasen i mottakerens oscillator. Signalet fra mottakerens lokale oscillator er gjerne på 1,242 GHz, og er synkronisert med mottakerens atomur.

Måleapparatet er helst innrettet til å beregne faseawik over tid, der faseawiket er et uttrykk for å endre tiden signalet har brukt mellom sender og mottaker ved hjelp av formelen:

der endring av tid (At), faseovergang (Acp) og vinkelfrekvens (oj).

Overnevnte formål oppnås også med en fremgangsmåte for ikke-synkronisert signalmåling ved anvendelse av et måleapparat som angitt: omfattende: - plassering av senderen og mottakeren tilstøtende hverandre, der senderens atomur og mottakerens atomur ikke er forbundet med hverandre eller synkronisert med hverandre, - forflytning av senderen og mottakeren i forhold til hverandre, til en avstand av 8km eller mer, - sending av et fasemodulert signal fra senderen som er synkront med signalet til senderens atomur, samt mottak av signalet i mottakeren, - der senderens atomur registrerer når signalet sendes og mottakerens atomur registrerer når signalet mottas, og - beregne faseawik over tid, der faseawiket er et uttrykk for å endre tiden signalet har brukt mellom sender og mottaker ved hjelp av formelen:

der endring av tid (At), faseovergang (Acp) og vinkelfrekvens (oj).

Fremgangsmåten kan omfatte:

- forflytning av senderen og mottakeren tilstøtende hverandre,

- forflytning av senderen (10) og mottakeren fra hverandre,

- måling av hastigheten under begge forflytningene, og

- dersom de to målte hastighetene er forskjellige, å beregne farten til referansen.

Måleapparatet eller fremgangsmåten som angitt kan anvendes for måling av hastigheten til et tomt rom, hvis dette tomme rommet beveger seg i signalretningen.

Måleapparatet eller fremgangsmåten som angitt kan anvendes for måling av ekstrem høy hastighet med ekstrem nøyaktighet og eventuell innvirkning av at referansesystemet er i bevegelse.

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen skal i det etterfølgende omtales mer detaljert med henvisning til de medfølgende figurene, hvori: Figur 1 viser en sender som inngår i et måleapparat ifølge oppfinnelsen.

Figur 2 viser en mottaker som inngår i måleapparatet.

Figur 3 viser eksempel på signalfaser til sender- og mottakersignalene.

Figur 4 viser en prinsippskisse for målingen ifølge oppfinnelsen.

Figur 5 viser et blokkdiagram av senderen.

Figur 6 viser et blokkdiagram av mottakeren.

Måleapparatet ifølge oppfinnelsen omfatter to hoveddeler som vist i henholdsvis figur 1 og 2. En senderdel 10 og en mottakerdel 20. Mottakerdelen 20 kan være innbygget i en metallboks og omfatter eller er koblet til et atomur 22 som kan være større enn denne boksen. Et atomur er en ekstremt nøyaktig tidsmåler som bruker et atoms resonansfrekvens som en oscillator. Oscillatorer basert på cesiumatomer skal være de mest nøyaktige, med en nøyaktighet på ± 1 sekund på en million år. Signalet er fra overgang mellom de to hyperfinnivåene av grunntilstanden til cesium-133-atom ved 0 Kelvin.. Atomuret 22 er koblet til mottakerboksen med en kabel som fører et 10MHz firkantbølgesignal fra atomuret, eventuelt sinus. Det kan også være en annen frekvensavhengighet til atomuret.

Mottakeren 20 er koblet til en parabolantenne 24 med helst minst 2m diameter, fortrinnsvis 2,5m diameter. Mottakeren 20 mottar en 1,2312GHz signal fra senderen 10. Mottakeren måler faseforskyvning av signalet i forhold til denne frekvensen. Atomuret gjør denne målingen meget nøyaktig. Dette faseskiftet konverteres til to spenninger. Disse to lavfrekvensspenningene går til en PC 26 eller annen dataenhet, og logging av data vil bli gjort. Dette tillater lesing av faseskift gjennom en dag eller flere dager. Senderen 10 er også koblet til et atomur 12, men ikke det samme atomuret 22 som mottakeren 20. Dette er et viktig punkt på denne enheten. Senderen 10 og mottakeren 20 må være koblet til hvert sitt atomur 12,22: og må ikke synkroniseres. I så fall vil dette ødelegge målingen.

Ikke-synkroniseringen er en metode som ikke normalt brukes i signalmåling. Fordi i andre sammenhenger vil man miste verdifull nøyaktighet ved ikke å synkronisere, men i denne oppfinnelsen er det viktig ikke å synkronisere. Enheten sender et rent sinus-signal på 1,2312GHz.

Fra senderen 10 går et signal ut som er synkront med signalet til senderens atomur 12. Det vil si et meget nøyaktig signal med hensyn til frekvens og til fase. Avsenderen 10 er 8-1 Okm fra mottakeren 20, og det må ikke være noen hindringer mellom dem. Hvis tiden det tar fra signalet forlater senderen, til det kommer til mottakeren, endres, vil signalets fase også endre seg som:

Endring av tid (At), faseovergang (Acp) og vinkelfrekvens (oj). Figur 3 viser dette grafisk.

Dermed beregnes tiden dersom man beveger seg med mottakeren 20 under målingen. Det vil si tiden som radiosignalet (lyssignalet) tar for å gå den lengden som mottakeren har flyttet på seg. Hastigheten til radiobølgen i fri luft kan også beregnes med: Hastighet = lengde / tid.

Hvis det er et medium, eksempelvis vann, mellom senderen og mottakeren som jo har forskjellig dielektrisk konstant fra tomt rom, kan vannhastigheten som en vannbeholder har, beregnes dersom man kjenner den dielektriske konstanten til dette mediet. Og dersom den ubekreftede teori i appendiks blir bekreftet, henvises til vedlagte appendiks, vil også hastigheten til det tomme rommet kan måles, hvis dette tomme rommet beveger seg i signalretningen. Det er praktisk talt bare ved bruk av to uavhengige atomklokker man kan få målt dette. Og med langdistanse-kommunikasjonen mellom dem. Figur 4 viser prinsippet med målingen. Det er to klokker på en plattform, tilsvarende senderen 10 og mottakeren 20. Plattformen beveger seg, og et signal går fra den ene klokken til den andre. Denne ene klokken registrerer når signalet sendes, og den andre registrerer når signalet mottas. Dersom signalet er lyd som sendes i luft, vet man at hastigheten til plattformen påvirker tiden en måler. Oppfinnelsen tar hensyn til at dette også gjelder for radiobølger eller partikler ved ekstrem høy hastighet, selv om denne påvirkning ikke følger samme formel som for lyd i luft. Fordi at påvirkning fra bevegelse til plattformen også påvirker signalhastigheten inne i koaksialkabelen kan det ikke brukes to sensorer med koaksialkabel mellom dem. Derfor er det et kryss i nederste del av figuren. Hvorvidt påvirkningen fra plattformens hastighet påvirker den målte tiden, har ikke vært målt tidligere, og derfor vet en ikke det i dag med sikkerhet. Dersom dette er tilfellet, så tar denne målemetoden hensyn til det i motsetning til tidligere måter å måle på. Figur 5 viser et blokkdiagram av senderen 10. Senderen sender et 1,2312GHz HF-signal, i amatørbåndet, med maksimalt 3W og er ren sinus. Signalet starter med senderens atomur 12. Denne klokken har ingen kontakt med mottakerens atomur 22, og senderen 10 står i en avstand av 8 - 10km fra mottakeren 20. For det første er frekvensen delt fra 10MHz til 0,4MHz og ved en faselåst sløyfe økes frekvensen til 45,6MHz. Etter dette følger det tre frekvensmultiplikatorer som multipliserer frekvensen til 1,2312GHz. Videre inneholder den noen forsterkere som forsterker signalet til effekten er maksimalt 3W. Signalet mates til et 150 x 50 mm rektangulært rør og til et horn 14 med 600 x 600 mm åpningsoverflate. Hornet er i fokuspunktet for en 2,5m diameter parabolantenne 16. Man kan også bruke 2m diameter, men det er mindre gunstig. Denne måling viser endring i tid og endringshastighet kan beregnes

direkte når man vet faseforskjellen mellom sender 10 og mottaker 20 og endring av avstand, etter formelen:

Denne måling gjelder for en elektromagnetisk bølge. Det blir en endring i det tomme rommet ved at jordens hastighet endres fra forover til bakover en gang om dagen, i forhold til hastigheten rundt solen. Når et stoff med høy permittivitet beveger seg mellom senderen 10 og mottakeren 20 i retningen mellom dem, kan hastigheten til dette også måles når radiobølgene kan trenge inn i dette stoffet. Man må da ta hensyn til lengden på mediet hvor langt radiostrålen går gjennom det og stoffets permittivitet. For å måle hastigheten på partikler ved hastigheter nær lyshastigheten, kan prinsippet for denne konstruksjonen brukes, men mottaker 20 og sender 10 må da omdannes til å måle en puls og ikke en bølge. Mottakeren 20 trenger en mellomfrekvens på for eksempel 300 MHz, en båndbredde på 100 MHz. Senderen 10 må da sende en puls som starter partikkelen. Denne pulsen blir så synkronisert med senderens atomur 12. Videre blir den mottatte datapuls i mottakeren 20 sammenlignet med en puls generert av mottakeren på en forventet tid. Tidsavviket måles deretter av oscilloskop og lagres. Ved slike høye hastigheter vil man avsløre betydningen av rommet for partikkelhastigheten. Dette er i strid med det som er normalt ved å sende partikler i en sirkulær bane, i ekstrem fart og måle rundetiden. Da vil man ikke avdekke om partikkelhastighetene er større på den ene halvrunde og kortere på den andre. Forutsetningen om at det er en slik forskjell, og dette kun måles med en ikke-synkronisert bruk av to atomklokker med langdistanse-kommunikasjon, er grunnlaget for metoden i dette patentet. Denne metoden måler ikke som tidligere metoder hvor man enten måler tiden en partikkel og bruker både frem, første halvrunde, og tilbake, andre halvrunde, i sum, eller en bruker et atomur som synkroniserer både sender og mottaker. Sistnevnte er i tilfelle når en måler hastighet i en retning. Dette gjelder både bølger og partikler. For partikler med slike høye hastigheter, forventer en at relativistiske effekter påvirker hastigheten. Dette er også forventet i denne målemetoden beskrevet her, men målemetoden kan avsløre at de relative effektene også påvirkes av hastigheten på permittiviteten til det tomme rommet, dersom det tomme rommet da ikke står stille i forhold til måleapparatet.

Figur 6 viser et blokkdiagram av mottakeren 20. Denne enheten er en mottaker for fasemodulert signal. Hvis fasen på sendersignalet er forskjellig fra fasen i mottaker-oscillator, vil den bli logget på PCen 26, med mottakeren. Signalet fra senderen 10 går gjennom luften i fri sikt og treffer mottakeren 20 som har en 2,5m diameter parabol-tallerken 24. Den kan også ha en diameter 2m diameter, men det er mindre gunstig. I brennpunktet av parabol-antennen er et horn 28 med 600 x 600 mm åpningsoverflate. Hornet går i en rektangulær trakt mot et rektangulært aluminiumrør 150 x 50 mm ute. Røret har 4 mm tykke vegger. Røret går deretter over til 90 graders albue og ned til en "bølgeledergaffel", hybrid bølgelederforbindelse, med utvendige dimensjoner 300 x 816 mm x 50 mm. På motsatt side av bølgeledergaffelen er det en bølgelederstump som er lukket i den ene enden, og signalet fra den lokale oscillatoren leveres via en rettstang-antenne inne i den.

Denne typen bølgelederkryss er kjent fra før og mye bukt i radarer produsert på 1970-tallet. I begge ender av de to rørene i hybrid bølgeleder-krysset er en diode i hver retning plassert for å blande mikrobølgesignalene og ekstrahere en mellomfrekvens på 10,8 MHz. Signalet fra antennen er 1,2312 GHz, og signalet fra den lokale oscillatoren er 1,242 GHz. Mellomfrekvensforsterkeren er av samme type som brukes i noen radiomottakere fra 1970-tallet. Her er 6 fritter som er trimmet for passende frekvenskurve. Den har en båndbredde på rundt 150 kHz og midtfrekvens på 10,8 MHz. Det siste trinnet i mellomstoreforsterkeren er midlertidig forskjellig fra en FM-radiomottager, fordi det ikke finnes en FM-detektor, men i dets sted, en forsterker med en transistor og to ferritt kjerner og et begrensertrinn (klippekrets). Dette gjør amplitude konstant, og det går fra sinus til firkantede pulser. Signalet er da et 10,8MHz digitalt signal med pulsbredde ca. 50% av syklusen. Dette signalet påføres en fasedetektor som sammenligner dette med et10.8MHz signal B, som er synkront med signalet fra atomuret 22 i mottakeren 20.

Signal B genereres av signalet fra atomuret, ved 10MHz, deles ned og multipliseres og deles deretter ned igjen. 10MHz til 1 MHz til 54MHz og ned til 10,8MHz. Denne kretsen inneholder derfor en faselåst sløyfe med tre frekvens dele kretser. 74Fxx-type digitale kretser brukes på grunn av høy frekvens. Signalet ut fra fasedetektoren er et lavfrekvenssignal. Signalet er i virkeligheten to signaler fra tofasesektorer, en er 90 grader etter fase. Disse to signalene går ut til en PC 26 via en analog til USB-datainnsamlingsenhet. For eksempel en boks for analog i USB-utgang. Signalet er logget inn i en fil i lang tid, for eksempel noen dager. Deretter lastes filen helt eller delvis inn i regneark (exel) for å studere faseawik over tid. Her kan også støyen detekteres og fjernes fra målingen. Faseawik er et uttrykk for å endre tiden signalet bruker mellom sender og mottaker. Formelen for dette:

I dette tilfellet må en i denne mottakeren 20 ta hensyn til frekvenstransponering og frekvensdeling og foreta en formelkorreksjon for dette. Dette gjøres ved enkle formler. Mottakeren 20 genererer også en lokal oscillatorfrekvens. Dette skyldes at signalet fra atomuret er delt ned til 1 MHz, og ved hjelp av en faselåst sløyfe kommer opp i 46MHz. Etter dette er det tre frekvensmultiplikatorer som multipliserer signalet opp til 1,242GHz. Ved dette synkroniseres det lokale oscillatorsignalet med atomuret. I blokkdiagrammet er det også tegnet inn en detektor, forsterker og høyttaler. Dette spiller ingen rolle for måling, men kan brukes til service og testing.

Teorien bak målemetoden er nærmere beskrevet i etterfølgende Appendiks.

APPENDIKS

TEORETISKE BETRAKTNINGER

Måleapparat for måling av bevegelse i det tomme rom.

For måling av ekstrem høy hastighet med ekstrem nøyaktighet og eventuell innvirkning av at referansesystemet er i bevegelse.

For måling ev lysets hastighet og eventuell innvirkning av at referansesystemet er i bevegelse.

Werner Olsen

SAMMENDRAG

Hastigheten på en elektromagnetisk bølge i tomt rom, er antatt å være konstant sett av flere referansesystemer som har ulike hastigheter i forhold til hverandre og likeså for partikler med tilnærmet lyshastighet. Denne innledning beskriver et apparat som avdekker om dette er tilfelle eller ikke. En hittil ubekreftet teori som forklarer hvorfor hastigheten av en elektromagnetisk bølge i tomt rom, ikke nødvendigvis er konstant.

INTRODUKSJON

For å måle om elektromagnetiske bølgebevegelse i tomt rom ikke er konstant i de to referansesystemer, er det behov for to klokker. Den første klokke bestemmer tidspunktet for når målingen starter, og den andre tidspunktet for når målingen er slutter. Disse klokker er plassert i en avstand på mer enn en kilometer fra hverandre på en rett linje. Dette skjer i dette apparatet, son består av to deler, ved at to ekstremt nøyaktige ur, såkalt atom ur, det ene, styrer senderdelen av dette apparatet og at et tilsvarende ur styrer mottakerdelen. Bølgen stråler rettlinjet fra den ene delen til den andre. Avstanden mellom klokkene, som er avstanden mellom sendedelen og mottakerdelen, dividert med differansen mellom de målte tider, gir hastigheten. Begge klokker, altså senderdelen og mottakerdelen, er til å begynne med på samme sted og i ro i forhold til hverandre. Dette for å sjekke at de da går synkront. Så de beveger den ene seg til et sted 8 km lengre bort eller mer. En kan deretter bevege de to delene sammen, og så bevege dem i motsatt retning. En måler da hastigheten begge ganger. Dersom de to målte hastighetene er forskjellige, er det mulig å beregne farten til referansen. Da er i så fall målingen ikke uavhengig av referansesystemet, (noe som ikke er målt og gjort kjent tidligere)

Målemetoden minner om de klassiske målinger av hastigheten på slutten av 1800-tallet, før målingene gjort av Michelson-Morley-eksperimentet i 1887 [1]. Metoden i denne introduksjonen er fortsatt forskjellig fra dette, den er heller ikke basert på tradisjonelle relativistiske forestillinger.

TEORI

Dette er en ubekreftet teori som er lik den oppfatningen Galileo og folk hadde før slutten av 1800-tallet, men fortsatt litt annerledes. Det er en ubekreftet teori fordi målingen mangler. Jeg antar at det er sannsynlig at faste stoffer kan komprimere i kjøreretningen i forhold til det tredje referansesystemet og at massen av de faste stoffene øker med økende hastighet i forhold til det tredje referansesystemet. Komprimeringsfaktoren er:

Hvorfor dette er sannsynlig, vil ikke bli diskutere i dette dokumentet. Av dette ser man at det første postulatet i relativitetsteorien er sann for alle praktiske målinger i mitt eksperiment: Fysikkens lover er de samme for observatører i alle treghetsreferanserammer. Likevel: det er en absolutt referanse, som det er mulig å måle. Dette blir postulert i dette skrivet om dette eksperimentet gir et positivt resultat.

III. DISKUSJON

Komprimeringsfaktoren k kan bestemmes i retningen til hastigheten ved å anvende teorien fra resultatene av Michelson-Morley eksperiment gjort i 1887 [1]. Lorenz transformasjon brukes ikke her og den harmonerer ikke med beregningen her. Heller ikke konseptet med samtidighet, slik det ofte er beskrevet i tradisjonell relativistisk litteratur: I kapittel rv i denne artikkel, beskrives begrepet samtidighet slik det brukes her. Dette er hvordan ligningen er satt opp:

c er lysets hastighet, v er hastigheten og 1 er lengden.

Dette er en ligning som den brukes for en bølge i tomt rom, men ligningen gjelder også for en bølge i et medium hvor c er forplantningshastigheten av mediet. Der c er funksjon av permittivitet e og permeabilitet u, kapittel 37-3, Induced magnetiske felt [3], kapittel 8-8 Maxwells ligninger [4] chapterl4 Antenner [4]. Som for eksempel i vann som beveger seg med en hastighet v i en kanal og veggene er speil for å reflektere lysbølgen.

Figur 1: modell som beskriver lysets bølgeutbredelse i strømmende vann.

Høyre side viser at lyset reflekteres fra speilet.

Fra et punkt i midten av kanalen er en bølgeutgang, derfra blir bølgen sendt til alle sider. Dette speiles ved sidene av kanalen, også fra to små speil oppe og nede. Speilene er festet til bunnen av kanalen, og plassert rett foran og rett bak dette punkt i retning, og med samme avstand som avstanden fra punktet til en av sidene i kanalen. Den venstre side av ligningen beskriver tiden for bølgen til å gå frem og tilbake i kjøreretningen. Faktor k tar hensyn til at avstanden målt i fartsretningen krymper i kjøreretningen. Fiøyre side av ligningen viser tiden bølgen bruker fra det punktet i midten av kanalen for å gå, på tvers av retning, av fartsretningen og tilbake. Linjen som går fra midten og høyre og tilbake, på figur 1.

Beregning gir:

Dette gir at tiden, målt fram og tilbake i fartsretningen, i Michelson-Morley eksperimentet i 1887 ble endret med faktoren k, i forhold til Galileitransformasjon, som er en ikke-relativistisk transformasjon, Faktoren k kan derfor settes lik den samme faktor for forandring både i tid og lengde som brukes i henhold til tradisjonell relativistisk teori.

Vist i ligningen (2) som er satt opp. Her endres tiden med faktoren k fra Michelson-Morley-eksperimentet, og i antakelsen som er beskrevet her.

En konklusjon kan være at faktoren k kan settes lik den samme faktor for forandring både i tid og

lengde som brukes i henhold til tradisjonell relativistisk betraktning, kapittel 42-7 til 9, relativitet tid, relativitet lengde, The transformasjonslikningene [3]. The transformationequations Det følger av dette at de fleste eksperimenter bekrefter et relativistisk syn og bekrefter også ligning under, III Diskusjon (2) her og teorien om den.

Figur 2: modell som beskriver ellipse og en sirkel

Ellipsen er en grafisk fremstilling av ligningen min.

Fart v tilsvarer avstand fra origo til fokus F

Fart c tilsvarer avstand fra origo til verteks på ellipsen

deretter gir,

Denne korreksjonen er nødvendig for å krympe ellipsen til en sirkel. Dette gjør at en sirkel som krymper i fartsretning, fremdeles ser ut som en sirkel fra observatøren med samme hastighet, v, som i figuren. Formelen beskriver også eksentrisiteten av en ellipse. Figuren kan beskrive en person som driver med fart v langs x-aksen, fra den første fokus punktet i ellipsen til det andre fokuspunkt, mens en annen går med hastigheten c fra første fokus punkt F, til toppunktet, verteks, på ellipsen og tilbake til det andre brennpunktet F. de tilbringer samme tid og personen med hastighet c må snu på ellipse linje. Dette snupunktet er toppunktet eller verteks. Dessuten kan snupunktet være hvor som helst på ellipsen.

IV. SAMTIDIGHET

Samtidighet er nødvendig å forstå for å bruke dette apparatet rett, og for dette apparatet den definisjon av samtidighet som er beskrevet i dette avsnittet. En ser for seg et langt tomt tog med stor hastighet.(100m/s) I begge ender begynner et kort lyssignal, med hastighet 3<*>10<8>m/s, samtidig. Ifølge tradisjonell og relativistisk oppfatning av samtidighet vil signalene da møtes i midten av toget, observert fra en person inne i toget. For personen på bakken vil signalene møtes midt mellom endene av toget når signalet ble gitt, men han vet at inne i toget møtes signalene i midten av toget på samme måte som den person inne i toget ser det på tiden når signalene møtes. Det vil da være en forskjell på i størrelsesorden 0,000 lm, dersom toget er 100m langt.

I motsetning til uttalelsen: " «That would raise the question: Simultaneous in which reference frame» Fundamentals of Physics, kapittel 42-6, [3] som beskriver to personer, Sally og Sam, som i hvert sitt referansesystem måler samtidighet forskjellig, sier at samtidighet avhenger av den referanseramme observatør er. Så vil målinger med to klokker kunne avsløre at samtidige hendelser kan observeres som samtidige av observatøren i begge referanserammer når begge gjør dette ved hjelp av to klokker hver, når de er plassert, én ved den ene hendelse, og den andre ved den andre hendelse. Dette bringer støtte til teorien om at lyset har en referanse uavhengig av observatørene. Klokkene er først på samme sted, deretter beveger en klokke seg langsomt mot et annet sted, eller at den klokken som beveger seg er det korrigert for tidsforsinkelse ved å bruke formelen:

og ytterligere korrigerer for gravitasjonsforskjell som vil forekomme mellom klokker. Tre faktorer forårsaker at den målte tiden på klokken i flyet i Hafele-Keating blir redusert i forhold til beregnet stillestående klokke: tidsendring på grunn av hastighet, tyngdekraft og reiseavstand. Samtidighet fra tradisjonelle og relativistisk oppfatning innebærer at tiden på klokken som er i besvergelse selv ble redusert eller øket, som en funksjon av avstanden den blir flyttet, uansett fart. Denne reduksjonen av tid, dersom den eksisterte, ville deretter bli lagt til de to første endringene med hensyn på tid.

V. MÅLEAPPARAT

Her er beskrivelsen av et apparat for et eksperiment som vil avsløre om dette opptrer, for en lineær avstand. Også andre egenskaper vil da bli avslørt i den samme testen. Angående Hafele-Keatinf-forsøket i 1971: For dette buede rommet, i 1971, var det ikke en slik tidsreduksjon som en funksjon av avstand. Den ble ikke påvist i eksperimenter til Hafele-Keating [2]. En klokke ble beveget i hele rommet i dens lengde. En kan med god grunn anta at to lysstråler i motsatt retning gjennom banen til denne flyturen ville oppføre seg slik at endring i tid målt på klokken, ikke behøvde annen korreksjon enn den for fart og den for gravitasj on som ble publisert fraHafele -Keatinf forsøket i 1971. Det vil si null ekstra korreksjon fordi lengden på distansen var blitt null. Fordi flyturene kom tilbake til utgangspunktet. Når han visste at begge klokker som var på hver ende av rommet viste same tid. Siden startpunkt og sluttpunkt er på samme sted i en buet bane, kan en person i flyet og en person på bakken sikre at samtidighet ble oppfylt ved at begge klokkene viser det samme, på samme tid, og at signal var sent på samme tid. Samtidighet som et beregningsarbeid er derfor ikke et nødvendig kriterium. Samtidighet for referanseramme 1 = Samtidighet for referanseramme 2 hvis det brukes to klokker.

Fordi denne tids reduksjonen kan forklares som en egenskap av elementet når den beveger seg med høy hastighet i tomrom og tomrom har en referanse i forhold til elementet. «Det er da en endring av egenskapene til substansen som funksjon av elementet hastighet i forhold til referanserommet. Dette gjelder også for lengdereduksjon. Dette vil oppfylle: Michelson-Morley-eksperimentet i 1887 [1].» Dette er en ubekreftet uttalelse som blir sannsynlig hvis målingen her gir et positivt svar.

Hvis to klokker kan anvendes for å finne samtidighet for to steder, vil det gir den konklusjon at to klokker som befinner seg på samme sted kan være synkront med hverandre.

Deretter flytter en klokke sakte til en avstand lenger enn en kilometer unna den første klokke, og deretter er de fortsatt synkron, begge klokkene viser deretter synkron tid for hver observatør nær hver klokke. Hvis en klokke beveger seg med en ikke ubetydelig hastighet i forhold til den andre klokke når den flyttes, må den justeres for tiden som endres tilsvarende, på samme måte som den Hafele-Keating Eksperimentet i oktober 1971 [2]. Dette er definisjonen av samtidighet i denne artikkelen. Denne definisjonen hevder at dette gjelder både et rettlinjet rom og et buet rom som er beskrevet i IV samtidighet i denne artikkelen.

PRAKTISK TEST

Figur 4: Bildet viser noe av utstyret for mottakeren. Den øvre metallboks merket «Krystalloscillatorens (l)forsterker» er forsterkeren på utgangs klokke oscillator, 10MHz. Etikett 1, klokken oscillator. Etikett 2, digital frekvens dividerer 01:10. Etikett 3, forsterker, DC, for første PLL. Etikett 4, spenningsstyrt oscillator 84MHz. Etikett 5, 28 MHz forsterker. Etikett 6, digital frekvens dividerer 01:28. Etikett 7 annet PLL. Etikett 8, spenningsstyrt oscillator 54MHz. Etikett 9, 54MHz forsterker. Etikett 10, digital skillelinjen 01:54. Etikett 11, 10.8MHz forsterker. Merk 12, MF forsterker og omformer til forkant bølger med konstant amplitude. Etikett 13, fase detektor.

Utstyret bruker en radiomottaker som kan motta fasemodulerte signaler fra senderen med frekvens 1231MHz., kapittel 1 [5]. Den lokale oscillator i mottakeren er 10.8MHz forskjellig fra inngangsfrekvensen. Faseforskjellen måles kontinuerlig og lagret i et digitalt minne. De faseforskjeller strekker seg over hele perioden. Fra dette minnet blir de digitale data blir logget i en datamaskin. 8 km fra senderen det er en mottakeren og en PC. Ved å sammenligne faseforskjellene mellom de loggede utgangene fra senderen og mottakeren beregnes tiden. Endringen av hastigheten av den elektromagnetiske bølge kan bli funnet når avstanden mellom mottaker og sender er 8km. Siden jorden roterer rundt sin akse, kan man forvente en målt endringshastighet i løpet av en dag, fordi avstanden mellom sender og mottaker vil forandre retning, 360 grader i en dag. PLL-oscillatorer blir nå under utviklingen kontrollert av kvartskrystaller, men må erstattes av mer nøyaktige klokker; såkalte atom ur.

Referanser

[1] Michelson-Morley experiment in 1887. Staley, Richard (2008), "Albert Michelson, the Velocity of Light, and the Ether Drift", Einstein's generation. The origins of the relativity revolution, Chicago: University of Chicago Press, ISBN 0-226-77057-5

[2] Hafele-Keating in October 1971 published in Science in 1972. Hafele, J. C; Keating, R. E. (My 14, 1972). "Around-the-World Atomic Clocks: Predicted Relativistic Time Gains". Science 177

(4044): 166-168. Bibcode:1972 Sci...l77..166H. doi: 10.1126/science. 177.4044.166.PMID 1777997

[3] David Halliday, Robert Resnick and John Merrill, Fundamentals of Physics third edition extended, 1988 ISBN 0-471-81995-6, WILEY

[4] Stanley V. Marshall / Gabriel G. Skitek Electromagnetic, Concepts & Applications second edition, 1987 ISBN 0-13-249004-8 01 Prentice Hall

[5] Peter CL. Yip, High Frequency Circuit Design, 1990 ISBN 0-421-34160-3 Chapman & Hall

Claims (11)

1. Måleapparat for ikke-synkronisert signalmåling, omfattende en sender (10) og en mottaker (20) utstyrt med respektive klokker, kjennetegnet ved: - senderen (10) er koblet til et atomur (12) og er innrettet til å sende et signal som er synkront med signalet til senderens atomur (12), - mottakeren (20) er koblet til et atomur (22) og er innrettet til å motta signalet fra senderen (10), der senderens atomur (12) og mottakerens atomur (22) ikke er forbundet med hverandre eller synkronisert med hverandre, - idet måleapparatet omfatter eller er koblet til utstyr for å måle faseforskyvning av signalet i forhold til en gitt frekvens og fase, samt til å konvertere faseskiftet til to spenninger basert på et signal som er synkron med signalet fra atomuret (22) i mottakeren (20), og - en datalagringsenhet (26) for lagring av avleste data.

2. Måleapparat i samsvar med krav 1, kjennete<g>net ved at senderen (10) sender et sinus-signal på 1,2312GHz.

3. Måleapparat i samsvar med krav 1, kjennetegnet ved at senderen (10) og mottakeren (20) er plassert med en avstand av 8km eller mer fra hverandre.

4. Måleapparat i samsvar med krav 1, kjennetegnet ved at senderen (10) og mottakeren (20) er innrettet til å variere avstanden mellom dem.

5. Måleapparat i samsvar med krav 2, kjennetegnet ved at mottakeren (20) er en mottaker for fasemodulert signal, og omfatter en oscillator for å måle om fasen på sendersignalet er forskjellig fra fasen i mottakerens (20) oscillator.

6. Måleapparat i samsvar med krav 5, kjennetegnet ved at signalet fra mottakerens (20) lokale oscillator er på 1,242 GHz, og er synkronisert med mottakerens atomur (22).

7. Måleapparat i samsvar med et eller flere av de foregående krav, kjennetegnet ved at måleapparatet er innrettet til å beregne faseawik over tid, der faseawiket er et uttrykk for å endre tiden signalet har brukt mellom sender (10) og mottaker (20) ved hjelp av formelen:

der endring av tid (At), faseovergang (Acp) og vinkelfrekvens (w).

8. Fremgangsmåte for ikke-synkronisert signalmåling ved anvendelse av et måleapparat i samsvar med et eller flere av kravene 1-7, kjennetegnet ved: - plassering av senderen (10) og mottakeren (20) tilstøtende hverandre, der senderens atomur (12) og mottakerens atomur (22) ikke er forbundet med hverandre eller synkronisert med hverandre, - forflytning av senderen (10) og mottakeren (20) i forhold til hverandre, til en avstand av 8km eller mer, - sending av et fasemodulert signal fra senderen (10) som er synkront med signalet til senderens atomur (12), samt mottak av signalet i mottakeren (20), - der senderens atomur (12) registrerer når signalet sendes og mottakerens atomur (22) registrerer når signalet mottas, og - beregne faseawik over tid, der faseawiket er et uttrykk for å endre tiden signalet har brukt mellom sender (10) og mottaker (20) ved hjelp av formelen:

der endring av tid (At), faseovergang (Acp) og vinkelfrekvens (w).

9. Fremgangsmåte i samsvar krav 8, kjennetegnet ved: - forflytning av senderen (10) og mottakeren (20) tilstøtende hverandre, - forflytning av senderen (10) og mottakeren (20) fra hverandre, - måling av hastigheten under begge forflytningene, og - dersom de to målte hastighetene er forskjellige, å beregne farten til referansen.

10. Anvendelse av måleapparatet i samsvar med kravene 1 -7 eller fremgangsmåten i samsvar med kravene 8-9 for måling av hastigheten til et tomt rom, hvis dette tomme rommet beveger seg i signalretningen.

11. Anvendelse av måleapparatet i samsvar med kravene 1 -7 eller fremgangsmåten i samsvar med kravene 8-9 for måling av ekstrem høy hastighet med ekstrem nøyaktighet og eventuell innvirkning av at referansesystemet er i bevegelse.