從2023年北京高考試題中獲得的靈感和新思維與網友分享,探討光子不斷變化的本質。 2023年高考題目:人們發現新的物理現象後,往往會嘗試用不同的理論方法進行解釋,例如,當他們發現光在地球附近的引力場中傳播時,光的頻率會發生變化,科學家們就用兩種方式來解釋。
現象:一束頻率為0的光束從地面上的p點向上發射,並指向距離地面h高度(遠小於地球半徑)的Q點的接收器,接收器接收到的光的頻率為。
方法1:根據光子能量e=h=m2(其中h為蒲朗克常數,m為光子的當量質量,c為真空中的光速)和引力場中的能量守恆定律,可以得到接收者接收到的光的頻率: 根據能量守恆定律:
hγ+mgh=hγ0;h 0 = m 2,解:= 0(1-gh c 2)表示遠離地球的光的頻率變小。
方法二:根據廣義相對論,當光在引力作用下在空間中運動時,其頻率會發生變化,而當該理論應用於地球附近時,接收者接收到的光的頻率也小於0,即得到相同的結論,遠離地球的光的頻率變小。 為什麼會這樣? 新決議如下:
為了從根本上分析這一現象,有必要分析和證明光子的結構和光子質量的變化規律。 我在很多文章中討論過,也論證過光子的結構是倒易的元電荷,圓周電荷遵循m 2r=q的定律,其中m是光子的等效質量,r是光子的空間半徑,q是常數。當光子通過地球附近的引力場時,光子內部的引力必須增加,光子的空間半徑r必須減小,因為q是乙個常數,所以m必須增加,即當光子在地球附近的引力場中傳播時,光子的當量質量必須增加。 光子的波長是兩個光子之間的距離。 根據萬有引力定律,當兩個光子的質量增加時,兩個光子之間的引力必然會增加,這必然會減小兩個光子之間的距離,當光子在地球附近的引力場中傳播時,光子的波長必然會減小。 由於光速 c= ,其中 c 是光速,是光的波長,是光的頻率; 由於光速c是恆定的,當光子在地球附近的引力場中行進時,光子的波長會變小,而當光子在地球附近的引力場中行進時,光子的頻率必須降低。