光波频移

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光波频移是由光波由光子组成,一个光子就像一个粒子,携带着能量和动量。一个光子的能量是普朗克常数乘以光子频率E=hf。当光波源与观察者有相对运动时,观察到的光波频率要发生变化,即所谓的光波频移(又叫多普勒效应)。
光波由光子组成,一个光子就像一个粒子,携带着能量和动量。一个光子的能量是普朗克常数乘以光子频率E=hf。当光波源与观察者有相对运动时,观察到的光波频率要发生变化,即所谓的光波频移(又叫多普勒效应)。两者相向移动,光波频率升高,叫蓝移,两者相互远离,频率降低,叫红移。
频移推导:设光源与观察者之间的运动速度位u,根据爱因斯坦的相对论公式E=MoC^2/(1-V^2/C^2)^1/2可推算出E=E'(1+UV'/C^2)/(1-U^2/C^2)^1/2。当光波源远离观察者时,把V'=-C,U>0代入上式可得f=f'{(C-U)/(C+U)}^1/2,f<f',产生红移现象!当光波源向观察者靠近移动时,把V'=-C,U<0代入公式可得f=f'{(C+U)/(C-U)}^1/2,f>f',发生了蓝移!另外,上面频移公式和推算适合所有电磁波和以光速运动的粒子。
光波频移的重要意义:哈勃根据恒星的红移现象发现了我们的宇宙在不断地膨胀,科学家们还可根据恒星红移数据推算出恒星离我们的距离,并发现河外星系及类星体等。频移技术还可在无线通信,雷达扫描,医疗卫生等领域发挥巨大的作用。
另外光还存在质量引力频移,当光从强引力场传播到弱引力场时,会引起红移现象;反方向传播时,则引起蓝移现象。频率的变化是由于在增加或减少引力势的过程中做了功。红移时是客服引力做功,蓝移时则是引力做功。
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