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光是电磁波.doc

光是电磁波

魏天伦
2017-11-21 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《光是电磁波doc》,可适用于初中教育领域

光是电磁波光是电磁波。当光源远离观测者时接受到的光波频率比其固有频率低即向红端偏移这种现象称为“红移”。当光源接近观测者时接受频率增高相当于向蓝端偏移称为“蓝移”。哈勃发现来自星系的光谱呈现某种系统性的红移。即星系正在远离我们。将星系中特定原子的光谱与地球上实验室内同种原子的光谱进行比较可以确定光源正在以多大的速度退行。哈勃发现离我们越远的星系退行速度越高而且两者之间存在线性关系即V=H×D(其中H是哈勃常数)这个关系称为哈勃定律。哈勃定律的伟大意义不仅在于它证实了宇宙的膨胀而且还提供了一种估计宇宙年龄的手段。红移在物理学和天文学领域指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象在可见光波段表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离即波长变长、频率降低。红移的现象对于机械波由于阻尼的存在机械波的频率会随之减小波长增大。当阻尼不大时机械波的振动周期为T=πω=π(ωβ)(其中ω为振动系统的固有角频率β为系统阻尼系数)。阻尼引起的能量耗散会导致机械波振动波长的增大电磁波是否也具有这一特性,众所周知多普勒效应是指波源以u的速度远离时观s测者接受到的频率比波源频率低:Δυυ=uu(其中u为波的s运动速度)。即便基于相对论多普勒效应也与二者之间的距离无关。以上二者都是波的固有特性。我们知道哈勃测得星系光谱红移量Δυ与它们到地球的距离r成正比但是我们很难理解为什么光谱的这一红移现象就简单地用多普勒效应进行解释并演绎成宇宙在膨胀并且加速膨胀既而作为宇宙大爆炸的依据呢,还称这一宇宙学为科学,事实上红移量与光谱经过距离成正比是一种积累(积分)效应是“时间和空间”上长途跋涉的结果与热力学所关注的电磁波的能量耗散效应随传播距离的增大而增大的规律相一致。需要强调的是电磁波的频率与电磁波具有的能量成比例红移意味着电磁波的频率降低能量减少那么失去的能量去了哪里呢,光谱红移是否属于电磁波的能量耗散,是否与热力学第二定律有关,事实上不论是引力红移还是多普勒红移都存在这样的问题。

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