도플러 효과로 인한 에너지 손실

전자기 방사선의 에너지는 주파수와 관련이 있습니다. 주파수가 높을수록 에너지 수준이 높아집니다. 전자기파가 도플러 효과로 인해 원래 방출 된 것보다 지구에 도달 할 때 더 낮은 주파수를 갖는 경우, 에너지 보존에 따라 초과 에너지는 어디로 갑니까?

시간이 지나면 퍼집니다. 소스가 1 초 동안 1W의 에너지를 방출하고 수신기가 너무 빨리 물러나서 도플러가 주파수로 이동하여 전력이 0.5W임을 의미하면 펄스가 도달하는 데 2 ​​초가 걸립니다 (종료 이후) 더 여행했다).

상대 론적 효과를 완전히 무시하는 것은 사용중인 참조 프레임에 따라 다릅니다. "누락 된"에너지는 방출하는 원자 또는받는 원자에서 운동하는 에너지에 따라 반동으로 운동 에너지로 간주됩니다. 기준 프레임간에 에너지가 보존되지 않습니다.

내가 당신에게서 떨어진 속도로 여행하고 주파수 f 가있는 것으로 관찰되는 광자를 방출한다면, 광자에 에너지 E = hf가 있다고 가정하고, 여기서 h는 플랑크 상수입니다. 나는 그 광자에 대해 다른 에너지를 결코 관찰하지 않을 것입니다. 내 기준 틀에서 에너지가 보존됩니다. 그러나 당신은 다른 주파수 f 와 다른 에너지 E 를 관찰 할 것입니다 .이 에너지는 당신을 위해 일정하게 유지됩니다 – 에너지는 기준 프레임에서 보존됩니다 – 그러나 내가 관찰 한 에너지와 관찰 한 에너지는 다릅니다 – 우리의 참조 프레임; 즉, 에너지는 보존 되지만 변하지 않습니다.

고려하십시오-나는 당신을 과거의 자동차에서 운전하고 테니스 공을 던집니다. 내 관점에서, 테니스 공은 당신의 관점보다 운동 에너지가 더 높습니다 (내 속도와 공의 속도로 움직입니다). 이 상황에서도 에너지는 변하지 않습니다!

에너지 절약은 소스와 관련하여 휴식시 측정하는 에너지와 소스와 관련하여 이동할 때 측정하는 에너지가 다른 참조 프레임에 있기 때문에이 상황에는 적용되지 않습니다. 에너지는 상이한 기준 프레임들 사이에서 보존되지 않는다; 즉, 에너지 절약을 사용하려면 속도를 변경하지 않고 모든 측정을 수행해야합니다.

자세한 내용은 /physics/1368/is-kinetic-energy-a-relative-quantity-will-it-make-inconsistent-equations-when-a 를 참조하십시오 .

물리학 SE에 대한 질문에 대한 데이비드 Z의 답변 에서 varbatim