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光的多谱勒频移的物理问题求教于猪头先生。
[楼主] 作者:逆子  发表时间:2003/07/16 18:01
点击:188次

猪头先生在33835贴中谈到:相对论多普勒公式要同时计入多普勒移动和时间膨胀效应,总的结果是两个相乘。

不错,光的多谱勒频移的数学表达是这样的。也就是说光源相对于观测者运动时,一方面由于它的运动产生时间膨胀效应,另一方面由于它的运动产生多谱勒频移频移。所以说对于运动光源的多谱勒频移结果在把时间膨胀考虑进来。这样来理解好象是对的。

比如说我们知道一个发出特定频率的光源,相对于观测者运动时,观测者观测到它的频率会发生变动,这个变动包括时间膨胀效应,与多谱勒频移效应。我们暂且不论多谱勒频移,真对时间膨胀大家能理解了的话,接受相对论多谱勒原理也是很为自然了。

比方说,地球上发出一个特定频率的光源,一观测者相对于它以光速运动,以时间膨胀原理来看,光源的时间已停滞不前,是否观测者可以断定这个光源不发光了。或者说从相对论的原理如何去何从为理解光源还是正常发光,只是观测者观测不到而已。

于比如,我们把一个原子光源加速至光速时,它是否可以发光。

对这些比较具体的问题的解释才能让大家理解时间膨胀原理,如果大家连时间膨胀原理都理解不了,更谈不上光的多谱勒频移原理了。



※※※※※※
逆子
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 [2楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/07/16 22:35 

似乎与“时慢公式”还没有什么关系?

对于“接近”的情况,
光多普勒公式中的因子1 /Sqr(1-vv/cc)是“频率膨胀因子”吧?
怎么能说是“时间膨胀因子”呢?
说是“时间收缩因子”还差不多?
或者说是时间间隔收缩因子---“周期收缩因子”?
因为:
t'= Sqr(1-vv/cc)  [c/(c+v) ] t

注意:此处v=-c也不会影响vv的符号?

所以此时是在经典多普勒频移的基础上的“频率膨胀”,
也就是在经典多普勒周期变化的基础上的“周期收缩”?
似乎与“时慢公式”还没有什么关系? 探讨着看吧,猪头大可不必出词过于激烈?

[楼主]  [3楼]  作者:逆子  发表时间: 2003/07/16 23:25 

可能是你对爱氏的相对论时空观理解上有误

相对论时空观中只有膨胀因子,不存在收缩因子。就时间膨胀而言,无论光源向着观测者运动还是背向观测者运动,两种性况都会出现时间膨胀的。只是观测的者实测到的是光的多谱勒频移结果。其结果之中都考虑到时间膨胀因子的。

说明白一点,多谱勒频移为v^=v(1-u/c),再加入时间膨胀因子就为光的多谱勒频移关系了。对于多谱勒频移是有正负之分的。这里加减号是真对于运动方向而言的。而膨胀因子是不分运动方向的。



※※※※※※
逆子
 [4楼]  作者:持相者  发表时间: 2003/07/17 07:05 

回复:仅以时间膨胀原理来看,光子能量增大了,怎么会看不见呢?
看不见仅仅是多仆勒效应引起的。仔细看看公式。
 [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/07/17 13:14 

是频率膨胀,周期收缩?

说明白一点,多谱勒频移为v^=v(1-u/c),再加入时间膨胀因子就为光的多谱勒频移关系了。

上面的v'和v都是频率吧?
“加入时间膨胀因子”就是除以sqr(1-vv/cc)吧?
那不是频率v膨胀为v'吗?

多普勒周期公式是:
t'=t * sqr(1-vv/cc) /(1-u/c),
这不是周期t收缩为t'了吗?

关键在于:相对论用来证明“时慢公式”的模型中只有两次闪光,
如果有时间间隔相同的3次、4次...、n次闪光呢?
这些时间间隔都是按“时慢公式”同样膨胀的吗?
是否要定义成:
如果飞船上的闪光次数等于2,则按“时慢公式”计算,
(那么是否还要考虑接近和远离的情况呢?)
如果飞船上的闪光次数大于2,则按多普勒公式计算?
(当然是要考虑接近和远离的情况了?)

模型都是一个,只是把飞船闪光的次数增加了一下,
就不知如何是好了?所以我才设计了那个飞船两次闪光实验,
可以直接用来检验相对论的“时慢公式”是否正确?



 [6楼]  作者:超级猪头  发表时间: 2003/07/17 14:34 

回复:没有以光速运动的观测者,所以没办法知道如果以光速运动会看见什么
如果你能找到一个以光速运动的观测者,相对论自然垮台。
 [7楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2003/07/18 12:05 

速度是相对的,所以有以光速运动的观测者
请问我们观测光时,我们的速度是多少?这一速度是相对谁的?没有光速运动的观测者,这里你指的是相对什么参考系而言的速度?

※※※※※※
hgy
 [8楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/18 12:10 

宇观兄,你误解了猪头的意思了。

的确,没有能够以光速运行的“观察者”,注意,是可以进行测量观察的观察者。我们相对于光以光速运行是没错,然而光不是观察者。我们却找不到一个能够与我们保持相对光速运行的另一个观察者。

 [9楼]  作者:刘久明  发表时间: 2003/07/18 16:06 

即便是找到以光速运动的观测这,相对论也未必完蛋。

在惯性系中我们相对水的速度都应该是相对的,当我们观测以光运动的事件时,我们相对于事件的速度就是光速,按照猪头先生的说法,只要找到以光速运行的观测者,相对论就完蛋了?是不是说,相对论就是告不能证明的假设而维持的?任何人都不可能找到无法证明的假设论正?我以为:即使找到以光速运动的观测者,也不见的就能证明光速不变的基本原理的错误。因为光速不变原理本身是一个无法证明的假设。

如果有人同意关于如下光速不变的假设,我将予以接受(当然我接受并不值什么),即光速从测量的意义上讲,是相对于观测者不变的,如果光速相对于观测者有很明显的变化,则贯彻者将无法确定这个信号是由光产生的。

但存在的问题是,相对于贯彻者变化的光速一定会以频率变化的方式反映出来,主要表现为红移和紫移,这个实验也很容易做,不知到为何至今没有这方面的解释?

 

 [10楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2003/07/18 21:25 

宇宙两侧的观测者怎样?
  根据哈勃定律在R>C/H处星系的退行速度大于光速,这出现在宇宙两侧的星球上,住在这些星球上的人能观测吧?

※※※※※※
hgy
 [11楼]  作者:超级猪头  发表时间: 2003/07/19 09:09 

回复:看你按照什么观点来看了
广义相对论中全局速度没有意义,只有局域惯性系中看到的速度才是可以比较的,宇宙两端的观察者肯定不处于一个参照系。
 [12楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/21 08:43 

超级猪头说的精辟,整个宇宙并不是一个平坦的可参照物。

而我们习惯于在一个平坦的时空当中研究规律,这就是所谓的绝对参照系。当这个平坦的时空不存在的时候,也就是说当这个前提被否定掉的时候,我们必须在很小的距离范围内思考物理规律,范围小到无限小的程度,才是一个精确的理论。这个无限小的时空范围,就是局域参照系。

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