光的多普勒红移会降低光的频率,那么能量消耗在哪里了?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/30 02:45:42
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。
先谢过诸位对小弟的帮助。我大概也明白诸位所说的。不过非长马前辈说光没有多普勒红移,那么请问有没有试验的证明呢?比如若在地球上做类似的模拟试验,使光源相对接收点移动也不会出现红移现象吗?我承认你的回答可以解释我的疑问,但这一点我想确认一下。也希望其他前辈说说想法。

光是电磁波,那么把讨论对象换成电磁波也是一样的。在日常通信中,通信信号会在通信者移动时相对于静止时发生微小的频移。这个频移用哈勃红移解释得通吗?我觉得用多普勒效应来解释更合适。麻烦非长马前辈来为我解惑。

多普勒红移是指当光源远离我们而去的时候拍摄光源发光的光谱时,相应的谱线位置向红端移动,这种移动是由于接收到的光波波长变长引起的,而接收到光波的频率并没有发生变化,所以接收到的光子能量并没有发生变化,就好像光从真空进入介质后频率不变而波长变短一样,自然也就没有能量消耗的问题。
引力红移是指离引力源为某一距离的光源发出的光,向远离引力源的方向传播时,由于引力作用而使光的频率变小的现象,这是一个广义相对论效应。从牛顿力学的角度来理解,就好像光在向外传播时要克服引力做功而消耗能量是一个道理。如果让光向着引力源传播还可使光的频率增大,波长变短,这种现象叫做引力蓝移。
宇宙红移应该指的是宇宙膨胀而引起的背景辐射的红移。(不太确定)再探再报

你要注意,频率的高低体现着能量的大小,但能量的大小不是只由频率来决定的。频率高低决定了一个光子的能量,光总体频率降低了,但光子数上升了,宏观表现就是光强大了。能量并没有减少。
引用爱因斯坦的广义相对论,宇宙在不断扩张,光速不变,但距离在不断膨胀,以恒星为参照,光通过两个恒星所需要的时间不断增加,相当于速度减小,也可以表现为频率下降。本来宇宙在膨胀,总能量可以认为不断上升,说光能上升还是下降只是相对的。 这教哈勃红移。
其实相对论认为,任何引力场都可等效为加速度表现,能量也可以等效认为消耗在克服反向引力场上。克服因重力引力场而降低频率的叫引力红移。
不知道你相信哪种解释呢?
这些问题本来就争论不休,各国顶尖物理学家也不能下定论,我只是引述较为广泛认同的观点而已。

补充:你说在地球上做实验证明目前是不可能的,因为宇宙膨胀是以光速进行,人类科技所能提供的低速环境是不足以体现红移等各种物理现象的。各种理论仅能从观察恒星距离与天体运动学理论计算两恒星距离,从而猜想出这些理论的。

我觉得光谱就像本来弯曲很密集的绳子,星系离我们远去,绳子被拉伸,波长变长了(红移),绳子的弯曲稀疏了,但整体却更长了,虽然单位时间内能量是降低了,但是它持续的时间也长了,总能量没有变化.比如红外线,可以传播很远,能量低,但r射线能量虽然高,但很快就衰减消失了.应该也是这个道理.

光的多普勒红移并不是能量消耗了,而是光源移动了,就像汽车离远了,笛