Потеря энергии от эффекта Доплера

Энергия электромагнитного излучения связана с частотой; Чем выше частота, тем выше уровень энергии. Если электромагнитные волны имеют меньшую частоту, когда они приходят на Землю, чем исходно излучаемые из-за эффекта Доплера, куда, в соответствии с сохранением энергии, уходит избыточная энергия?

doppler-effect

— Dilettanter
источник

Рекомендуют также смотрите: physics.stackexchange.com/questions/15279/...

— Bilkokuya

Боюсь, ответ Стива Линтона неверный. Ответ ACascarino ближе к истине. Правильный ответ - что сохранение энергии не распространяется на расширяющуюся Вселенную - очень хорошо объясняется в этой статье Тамарой Дэвис . К сожалению, он платный, но его можно найти в Интернете, если вы за него погуглите.

— Пела

@pela Вы говорите, что полицейский радар Допплера зависит от расширения Вселенной, чтобы работать?

— user71659

@pela, поэтому я не могу прочитать статью, потому что у меня нет доступа, но этот аргумент как-то имеет смысл в моем другом комментарии ниже. Спасибо

— Дилетант

Сохраняется или нет энергия в расширяющейся (или сжимающейся!) Вселенной, несколько несущественно - поскольку в статье, на которую вы ссылаетесь, даже цитаты, «[...] красное смещение галактики можно интерпретировать как результат относительного движения, а не как расширение пространства. Следовательно, энергия не теряется ". когда движение рассматривается относительно движения частицы в пространстве-времени; это снова сводится к тому, что сохранение энергии не имеет смысла, если вы начнете переключаться между системами отсчета без применения правильных преобразований.

— ACascarino

Ответы:

Это распространяется во времени. Если источник излучает 1 Вт энергии продолжительностью 1 секунда, а приемник отступает так быстро, что доплеровский сдвиг переходит на частоту, которая означает, что мощность составляет всего 0,5 Вт, то для импульса потребуется 2 секунды (с момента его окончания). пришлось дальше путешествовать).

— Стив Линтон
источник

Я думаю, что это неправильно. Что произойдет, если источник испустит один фотон (с заданной энергией)? Если приемник отступает так быстро, что энергия фотона смещена в красный цвет на половину, приемник все еще получает только один фотон. Куда ушла остальная энергия?

— Мартин Боннер поддерживает Монику

Да, это не так. Предыдущее сообщение от @bilkokuya было полезным, но сказать, что «сохранение энергии не применяется между сменой систем отсчета», кажется неудовлетворительным, когда речь идет о случае с 1 фотоном. Особенно если учесть, что, скажем, весь свет во вселенной испытал эту потерю энергии; как общая энергия во вселенной может оставаться постоянной?

— Дилетант

Даже без релятивистских поправок, если пулемет выпускает несколько пуль в удаляющуюся цель, скорость попадания пуль уменьшается при движении цели, а энергия на одну пулю уменьшается еще больше. Одно не вызвано другим, это два отдельных эффекта движения. Точно так же изменение интенсивности источника света отделено от изменения частоты, одно не объясняет другое.

— Кен Г

Да, я думаю, что ты в порядке. Моя ошибка.

— Стив Линтон

Мы все сделали это, скорее всего, даже люди, дающие ответы, могут учиться на этом форуме!

— Кен Г

Полное игнорирование релятивистских эффектов зависит от того, какую систему отсчета вы используете; «недостающая» энергия рассматривается как кинетическая энергия либо в излучающем, либо в принимающем атоме в качестве отдачи, в зависимости от того, какой из них вы считаете движущимся. Энергия не сохраняется между системами отсчета.

Если я путешествую со скоростью, удаленной от вас, и излучаю на вас фотон, который, как я наблюдаю, имеет частоту f , то я предположу, что фотон имеет энергию E = hf, где h - постоянная Планка. Я никогда не буду наблюдать другую энергию для этого фотона - в моей системе отсчета энергия сохраняется. Вы, однако, будете наблюдать другую частоту f и, следовательно, другую энергию E. Эта энергия остается постоянной для вас - энергия сохраняется в вашей системе отсчета - но энергия, которую я наблюдаю, и энергия, которую вы наблюдаете, отличаются - энергия не сохраняется между наши системы отсчета; то есть энергия сохраняется, но не инвариантна

Подумайте - я проезжаю мимо вас в машине и бросаю в вас теннисный мяч. С моей точки зрения, теннисный мяч обладает большей кинетической энергией (он движется с моей скоростью плюс скорость мяча), чем с вашей точки зрения. Энергия не инвариантна и в этом случае!

— ACascarino
источник

Более простая демонстрация того, что KE не является инвариантом, это просто посмотреть на вас в машине и вообще забыть о теннисном мяче. В вашем кадре вы неподвижны и у вас нулевое KE; в моем кадре ты просвистел и получил кучу этого.

— Дэвид Ричерби

Сохранение энергии не относится к этой ситуации, потому что энергия, которую вы измеряете в состоянии покоя относительно источника, и энергия, которую вы измеряете при движении относительно источника, находятся в разных системах отсчета. Энергия не сохраняется между различными системами отсчета; Другими словами, если вы собираетесь использовать сохранение энергии, вы должны выполнить все измерения без изменения скорости.

Для получения дополнительной информации, посмотрите на /physics/1368/is-kinetic-energy-a-relative-quantity-will-it-make-inconsistent-equations-when-a .

Варбатим из ответа Дэвида Z на вопрос по физике SE

— technical_difficulty
источник