Die Energie der elektromagnetischen Strahlung hängt von der Frequenz ab. Je höher die Frequenz, desto höher das Energieniveau. Wenn elektromagnetische Wellen auf der Erde eine niedrigere Frequenz haben als ursprünglich aufgrund des Doppler-Effekts ausgestrahlt, wohin geht die überschüssige Energie laut Energieerhaltung?
doppler-effect
Dilettanter
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Antworten:
Es ist in der Zeit ausgebreitet. Wenn eine Quelle 1 W Energie für 1 Sekunde abgibt und der Empfänger so schnell abfällt, dass er auf eine Frequenz mit einer Leistung von nur 0,5 W dopplergeschoben wird, dauert es 2 Sekunden, bis der Impuls eintrifft (seit dem Ende) hatte weiter zu reisen).
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Wenn Sie relativistische Effekte vollständig ignorieren, hängt dies davon ab, welchen Referenzrahmen Sie verwenden. Die "fehlende" Energie wird als kinetische Energie entweder im emittierenden oder im empfangenden Atom als Rückstoß angesehen, je nachdem, welchen Sie als sich bewegend betrachten. Zwischen den Referenzrahmen wird keine Energie gespart.
Wenn ich mit einer von Ihnen entfernten Geschwindigkeit reise und ein Photon an Sie aussende, dessen Frequenz f ich beobachte , dann gehe ich davon aus, dass das Photon eine Energie E = hf hat, wobei h die Planck-Konstante ist. Ich werde für dieses Photon niemals eine andere Energie beobachten - in meinem Referenzrahmen wird Energie gespart. Sie werden jedoch eine andere Frequenz f und damit eine andere Energie E beobachten. Diese Energie bleibt für Sie konstant - Energie wird in Ihrem Referenzrahmen gespeichert - aber die Energie, die ich beobachte, und die Energie, die Sie beobachten, unterscheiden sich - Energie wird nicht zwischen gespeichert unsere Referenzrahmen; Das heißt, die Energie ist konserviert, aber nicht unveränderlich
Überlegen Sie mal - ich fahre im Auto an Ihnen vorbei und werfe einen Tennisball auf Sie. In meiner Perspektive hat der Tennisball eine größere kinetische Energie (er bewegt sich mit meiner Geschwindigkeit plus der Geschwindigkeit des Balls) als in Ihrer Perspektive. Energie ist auch unter diesen Umständen nicht unveränderlich!
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Die Energieeinsparung gilt in dieser Situation nicht, da sich die Energie, die Sie messen, wenn Sie sich in Bezug auf die Quelle in Ruhe befinden, und die Energie, die Sie messen, wenn Sie sich in Bezug auf die Quelle bewegen, in verschiedenen Referenzrahmen befinden. Zwischen verschiedenen Referenzrahmen wird keine Energie eingespart. Mit anderen Worten, wenn Sie Energie sparen möchten, müssen Sie alle Messungen durchführen, ohne die Geschwindigkeit zu ändern.
Weitere Informationen finden Sie unter /physics/1368/is-kinetic-energy-a-relative-quantity-will-it-make-inconsistent-equations-when-a .
varbatim aus der Antwort von David Z auf eine Frage zur Physik SE
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