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光在地球附近的引力场中传播频率变化新解析

(2024-03-07 09:59:49)
标签:

学术研究

分类: 物理理论

2023年北京高考题得到的启示及新思维分享给网友,一起探索光子的变化本质。2023年高考题:在发现新的物理现象后,人们往往试图用不同的理论方法来解释,比如,当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后,科学家分别用两种方法做出了解释。

现象:从地面P点向上发出一束频率为γ0的光,射向离地面高为H(远小于地球半径)的Q点处的接收器上,接收器接收到的光的频率为γ。

方法一:根据光子能量E=hγ=m^2(式中h为普朗克常量,m为光子的等效质量,c为真空中的光速)和重力场中能量守恒定律,可得接收器接收到的光的频率:由能量守恒定律可得:

hγ+mgH=hγ0hγ0=m^2,解得:γ=γ01-gH/c^2)说明光远离地球光的频率变小。

方法二:根据广义相对论,光在有万有引力的空间中运动时,其频率会发生变化,将该理论应用于地球附近,可得接收器接收到的光的频率γ也小于γ0,即得到同样的结论,光远离地球光的频率变小。为什么会出现这种状况呢?新解析如下:

要想从根本解析这种现象,必须从光子的结构及光子质量的变化规律去分析、论证。我在多篇文章论述、论证光子的结构是相互绕转的元电荷,绕转的元电荷遵循的规律是m^2R=Q,其中m是光子的等效质量、R是光子的空间半径、Q是常数。当光子经过地球附近的引力场,光子内部的引力必然增大,光子的空间半径R必然缩小,因为Q是常数,所以m必然增大,即光子在地球附近的重力场中传播时,光子的等效质量必然增大。光子的波长是两个光子之间的距离。根据引力规律,两个光子质量增大,两个光子之间的引力必然增大,必然会使两个光子之间的距离缩小,光子在地球附近的重力场中传播时,光子的波长必然减小;由于光速c=λγ,其中c是光速、λ是光的波长、γ是光的频率;由于光速c是常数、由于光子在地球附近的重力场中传播时波长λ变小、光子在地球附近的重力场中传播时频率γ必然变大。

 

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