多普勒效应造成的能量损失


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电磁辐射的能量与频率有关。频率越高,能量水平越高。如果由于多普勒效应,电磁波到达地球时的频率低于最初发射的频率,那么根据能量守恒,多余的能量会流向何处?



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恐怕史蒂夫·林顿的答案是不正确的。ACascarino的答案更接近事实。塔玛拉·戴维斯(Tamara Davis)本文中很好地解释了正确的答案-节约能源不适用于不断扩展的宇宙。不幸的是,它位于付费专区的后面,但是如果您搜索它,可以在网上找到。
佩拉

@pela您是说警察多普勒雷达雷达取决于宇宙的扩张才能运作吗?
user71659 '18

@pela,因为我没有访问权限,所以我无法阅读该文章,但是根据我下面的其他评论,这种说法在某种程度上最有意义。谢谢
Dilettanter '18

能量在膨胀(或收缩!)宇宙中是否守恒并不重要-正如您所引用的文章甚至引用的那样,“银河的红移可以解释为相对运动的结果,而不是相对运动的结果。空间的扩大。因此,没有能量损失。” 当相对于粒子在整个时空中的运动来观察运动时;如果您开始在参考框架之间切换而未应用正确的转换,那么能量的节省就毫无意义了。
ACascarino '18

Answers:


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它及时传播。如果一个源发出1W的能量持续1秒钟,并且接收器的后退速度如此之快,以致多普勒频移到一个频率上,这意味着功率仅为0.5W,那么脉冲将需要2秒钟才能到达(因为它结束了有进一步旅行)。


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我认为这是错误的。如果光源发射一个光子(具有给定的能量)会怎样?如果接收器退缩太快,以至于光子能量红移了一半,则接收器仍然只接收一个光子。其余的能量都去了哪里?
马丁·邦纳

是的,这似乎不正确。@bilkokuya的上一篇文章很有帮助,但要说“在改变参考系之间不应用能量守恒”在处理1个光子的情况时感到不满意。尤其要考虑,例如,宇宙中所有的光是否都经历了这种能量损失;宇宙中的整体能量如何保持恒定?
Dilettanter '18年

即使不进行相对论性校正,如果机关枪向后退目标发射一些子弹,目标移动也会降低子弹到达的速度,并且每发子弹的能量会进一步降低。一个不是由另一个引起的,它们是运动的两个单独的影响。类似地,光源强度的变化与频率的变化是分开的,一个不能解释另一个。
肯G

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是的,我认为你没事。我的错。
史蒂夫·林顿

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我们最有可能做到这一点,即使是给出答案的人也可以从这个论坛中学习!
肯G

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完全忽略相对论效应,这取决于您使用的参考系。“丢失”的能量被视为发射或接收原子中的动能,称为后坐力,具体取决于您认为哪个运动。在参考系之间能量不守恒。

如果我以远离你的速度旅行,并且我向你发射一个光子,那么我发现它有一个频率 f,那么我将假设光子的能量为E = hf,其中h是普朗克常数。我永远也不会为该光子观察到不同的能量-在我的参考系中,能量是守恒的。但是,您将观察到不同的频率f,因此将观察到不同的能量E。该能量对您而言保持不变-能量在参考系中保持不变-但是我观察到的能量与观察到的能量不同-能量之间不守恒我们的参考框架;也就是说,能量是守恒的,但不是不变的

考虑-我开车驶过您的车,向您扔网球。从我的角度来看,网球比您的视角具有更大的动能(以我的速度加球的速度运动)。在这种情况下能量也不是不变的!


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一个简单的证明KE不变的例子就是,只看你自己的车,就完全忘记了网球。在您的框架中,您是静止的,并且您的KE为零;在我的框架中,您眼花wh乱,一堆。
David Richerby '18年

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