红移会降低光的频率,那么能量消耗在哪里了?
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/09/13 03:01:58
红移会降低光的频率,那么能量消耗在哪里了?
光是电磁波,频率的高低体现着能量的大小.红移现象降低了光的频率,那么能量消耗在了哪里?请高手帮忙解释一下.可能的话,多普勒红移、引力红移、宇宙红移的都要.主要是多普勒红移.
那么在通讯中发生的频移是怎么回事呢?在通讯者移动时我记得通讯信号也会发生红移和蓝移吧……
光是电磁波,频率的高低体现着能量的大小.红移现象降低了光的频率,那么能量消耗在了哪里?请高手帮忙解释一下.可能的话,多普勒红移、引力红移、宇宙红移的都要.主要是多普勒红移.
那么在通讯中发生的频移是怎么回事呢?在通讯者移动时我记得通讯信号也会发生红移和蓝移吧……
光的哈勃红移和引力红移.
哈勃红移和引力红移,不是在光源发出光时形成的,而都是在光传播过程中累积改变的,而且两者具有等效的原因——反向加速度对应的时空弯曲造成的.
哈勃红移情况,空间均匀膨胀,相对退后速度随距离增加,也即随时间增加,具有反向相对加速度.
引力红移情况,由强引力场到弱引力场,具有反向引力加速度.
在广义相对论下,两者具有等同的效应或成因——时空弯曲.
光沿时空弯曲切向运动,能量不变,但会因时空直线弯曲而被偏转;沿时空弯曲法向运动,能量会改变,但方向不变.
因为弯曲的时空与力场等效,所以前者等效于沿等势线运动,后者等效于在等势线间运动,于是前者位能不变,后者位能改变.而因能量守恒,位能改变,会改变运动体的其他部分能量,于是光子能量(电磁能)改变.
红移情况,是光沿弯曲时空外法线方向(由高曲率向低曲率的方向)运动,光子能量降低.等效于克服力场消耗自身能量.
光在均匀膨胀的空间运动,必然会产生哈勃红移.
光在引力场间运动,一般是偏转效应为主,而最终是红移还是蓝移看光源与受体处的引力场谁强谁弱.但发光天体的引力场都会大于地球的,所以地球观测的都附加引力红移.
光子能量降低,由光子能量公式E=hν(h是普朗克常数,ν是光子频率),得ν相应降低.而光速c=λν不变,ν降低,则波长λ变长,这就是红移.
而多普勒红移或蓝移,是指波源形成波过程时间间隔改变.
但光具有波粒二象性,发射光子是量子效应,对应粒子特性,所以光源与受体处的相对运动(距离改变的),会改变接收光子的时间间隔(距离改变,光速不变),即改变接收光强(单位时间内接收的光子数).
但不会改变光子能量(对应量子能级差),即不改变频率(因光速不变波长也不变,即不变色).
所以天体发光机制导致没有多普勒红移或蓝移.
--------------------------------------
而同样是因为光的波粒二象性,宏观的电磁波发射机制,主要对应波动性,因而会具有多普勒频移.
但多普勒频移,理论上是没有能量损耗的.因为相对运动造成波的频率改变,单位时间接收的能量改变,但接收时间也反比改变,因此接收能量与发射能量是相等的.(忽视其他因素)
哈勃红移和引力红移,不是在光源发出光时形成的,而都是在光传播过程中累积改变的,而且两者具有等效的原因——反向加速度对应的时空弯曲造成的.
哈勃红移情况,空间均匀膨胀,相对退后速度随距离增加,也即随时间增加,具有反向相对加速度.
引力红移情况,由强引力场到弱引力场,具有反向引力加速度.
在广义相对论下,两者具有等同的效应或成因——时空弯曲.
光沿时空弯曲切向运动,能量不变,但会因时空直线弯曲而被偏转;沿时空弯曲法向运动,能量会改变,但方向不变.
因为弯曲的时空与力场等效,所以前者等效于沿等势线运动,后者等效于在等势线间运动,于是前者位能不变,后者位能改变.而因能量守恒,位能改变,会改变运动体的其他部分能量,于是光子能量(电磁能)改变.
红移情况,是光沿弯曲时空外法线方向(由高曲率向低曲率的方向)运动,光子能量降低.等效于克服力场消耗自身能量.
光在均匀膨胀的空间运动,必然会产生哈勃红移.
光在引力场间运动,一般是偏转效应为主,而最终是红移还是蓝移看光源与受体处的引力场谁强谁弱.但发光天体的引力场都会大于地球的,所以地球观测的都附加引力红移.
光子能量降低,由光子能量公式E=hν(h是普朗克常数,ν是光子频率),得ν相应降低.而光速c=λν不变,ν降低,则波长λ变长,这就是红移.
而多普勒红移或蓝移,是指波源形成波过程时间间隔改变.
但光具有波粒二象性,发射光子是量子效应,对应粒子特性,所以光源与受体处的相对运动(距离改变的),会改变接收光子的时间间隔(距离改变,光速不变),即改变接收光强(单位时间内接收的光子数).
但不会改变光子能量(对应量子能级差),即不改变频率(因光速不变波长也不变,即不变色).
所以天体发光机制导致没有多普勒红移或蓝移.
--------------------------------------
而同样是因为光的波粒二象性,宏观的电磁波发射机制,主要对应波动性,因而会具有多普勒频移.
但多普勒频移,理论上是没有能量损耗的.因为相对运动造成波的频率改变,单位时间接收的能量改变,但接收时间也反比改变,因此接收能量与发射能量是相等的.(忽视其他因素)
(2xxx•江苏模拟)入射光照射到某金属表面上发生光电效应,如果频率不变,降低入射光的强度,那么( )
宇宙的温度在降低吗?若是,既然宇宙中能量守横,那么降低的温度的能量转化(转移)到哪里去了
频率副词放在also的哪里?
光是一种电磁波,与微波相比,光的频率更高,如果采用光来通信,那么,在相同时间内传播的信息将___?
Fe3O4磁铁吸引其他磁铁和铁钴镍的能量来自哪里?在磁体的能量消耗完了之后它会变成什么?
因为光是电磁波电磁波和光同样具有波长速度频率那么电磁波的波长速度频率是不是就等于光的波长速度频率?
关于光,电磁波的问题都知道光也是一种电磁波,但是电磁波无论在哪里的波长和频率都不变,但是光却受条件限制.比如在水中光的波
关于电磁波的一道题.两种颜色不同的光,即频率不同的光在混合后会变成其他颜色的光,是不是违背了频率不同的电磁波不会相互干扰
不同频率的光 在相同介质 的波长
光的频率直接决定了光在介质中的速度,还是直接决定其折射率?是介质速度决定了它的折射率的呀.
光从光疏介质射入光密介质,在光密介质中,光的传播速度、光的波长、光的振动频率都怎么变化
中译英:“目前,人们广泛倡导低碳生活方式,也就减少二氧化碳的排放,降低能量消耗,多骑自行车”快点...