ドップラー効果によるエネルギー損失

電磁放射のエネルギーは周波数に関連しています。周波数が高いほど、エネルギーレベルが高くなります。地球に到着した電磁波の周波数が、ドップラー効果のために最初に放出されたものよりも低い場合、エネルギーの保存によると、過剰なエネルギーはどこに行きますか？

doppler-effect

— ディレッタンター
ソース

以下も

— ご覧になる

スティーブ・リントンによる答えは正しくありません、私は恐れています。ACascarinoの答えは真実に近い。正解-エネルギー保存は膨張する宇宙には適用されない-はタマラデイビスによるこの記事で非常によく説明されています。残念ながらペイウォールの背後にありますが、グーグルで検索すればオンラインで見つけることができます。

— ペラ

@pela警察のドップラーレーダー銃が動作する宇宙の拡大に依存していると言っていますか。

— user71659

@pelaですので、アクセス権がないため記事を読むことはできませんが、この議論は、他のコメントごとにどういうわけかもっとも理にかなっています。ありがとう

— Dilettanter

膨張する（または収縮する）宇宙でエネルギーが保存されているかどうかはいくぶん重要ではありません。引用する記事でも引用しているように、「[...]銀河の赤方偏移は、空間の拡大。したがって、エネルギーは失われません。」動きが時空を通して粒子の動きに関連して見られるとき; 正しい変換を適用せずに参照フレーム間で切り替えを開始すると、エネルギーの節約は無意味になるという事実にまで減少します。

— アカスカリーノ

回答:

時間内に広がります。ソースが1秒間持続する1Wのエネルギーを放出し、受信機が非常に速く後退しているため、パワーが0.5Wの周波数にドップラーシフトされると、パルスが到達するまでに2秒かかります（終了から）さらに旅行しなければならなかった）。

— スティーブ・リントン
ソース

これは間違っていると思います。光源が（与えられたエネルギーで）1つの光子を放出するとどうなりますか？受信機が非常に速く後退し、光子エネルギーが半分に赤方偏移する場合、受信機はまだ1個の光子のみを受信します。残りのエネルギーはどこに行きましたか？

— マーティンボナーはモニカをサポートします

はい、これは正しくないようです。@bilkokuyaからの以前の投稿は役に立ちましたが、「エネルギーの節約は基準フレームの変更の間に適用されない」と言うことは、1光子のケースを処理する際に満足できないと感じます。たとえば、宇宙のすべての光がこのエネルギーの損失を経験した場合、特に考慮してください。宇宙全体のエネルギーをどのように一定に保つことができますか？

— ディレッタ

相対論的な修正がなくても、マシンガンがいくつかの弾丸を後退ターゲットに向けて発射すると、弾丸の到達率はターゲットの動きによって減少し、弾丸あたりのエネルギーはさらに減少します。1つは他の原因ではなく、モーションの2つの別個の効果です。同様に、光源の強度の変化は周波数の変化とは別個のものであり、一方は他方を説明しません。

— ケンG

はい、あなたは大丈夫だと思います。私の間違い。

— スティーブリントン

答えを出した人でも、このフォーラムから学ぶことができます。

— ケンG

相対論的効果を完全に無視して、使用している参照フレームに依存します。「失われた」エネルギーは、どの原子が移動していると見なされるかに応じて、放出または受信原子の反動としての運動エネルギーとみなされます。参照フレーム間でエネルギーは保存されません。

私があなたから離れた速度で移動していて、周波数fを持つことが観測される光子をあなたに放出する場合、光子のエネルギーはE = hfであると仮定します。ここで、hはプランク定数です。その光子に対して異なるエネルギーを観測することは決してありません-私の参照フレームでは、エネルギーは保存されています。ただし、異なる周波数f、したがって異なるエネルギーE を観測します。このエネルギーは一定のままです-エネルギーは参照フレームで保存されます-しかし、私が観測するエネルギーと観測するエネルギーは異なります-エネルギーは保存されません参照フレーム; つまり、エネルギーは保存されますが不変ではありません

考えてみてください-私は車で静止したあなたを通り過ぎて、あなたにテニスボールを投げます。私の視点では、テニスボールはあなたの視点よりも大きな運動エネルギーを持っています（私の速度とボールの速度で移動しています）。この状況でもエネルギーは不変ではありません！

— アカスカリーノ
ソース

KEが不変ではないという簡単なデモンストレーションは、車の中であなたを見て、テニスボールを完全に忘れることです。フレーム内では、静止していて、KEがゼロです。私のフレームでは、あなたは気が狂っており、それをたくさん持っています。

— デビッドリチャービー

エネルギーの節約は、この状況には当てはまりません。これは、ソースに対して静止しているときに測定するエネルギーと、ソースに対して移動するときに測定するエネルギーが異なる参照フレームにあるためです。異なる基準フレーム間でエネルギーは節約されません。つまり、エネルギー保存を使用する場合、速度を変更せずにすべての測定を行う必要があります。

詳細については、https：//physics.stackexchange.com/questions/1368/is-kinetic-energy-a-relative-quantity-will-it-make-inconsistent-equations-when-aをご覧ください。

物理学SEに関する質問に対するDavid Zの回答からのvarbatim

— technical_difficulty
ソース