相対論について

質問

相対論について
運動する座標系における光エネルギーが増加する理由を教えてください。(直感的に)

回答No.2

yokkun831 · ベストアンサー

ある特定の振動数の光を発する天体があったとします。天体の重力によって十分離れたところで観測される光の振動数は小さい方へシフトしますが，それはさておき，十分離れた光はやはり特定の振動数をもって進行していきます。

さて，これを動いている立場で観測すると，ドップラー効果によって観測される振動数が変化します。音のドップラー効果とはまた違って，そのりくつは相対性理論を含めて説明され，横方向からの観測によっても振動数は小さく観測されることが知られています。その意味では一般に運動する座標系では相対論的な効果に関する限り，光子のエネルギーは減少して観測されます。これは，基本的には光源の時間経過が遅れて見えることに対応しています。

光子あたりエネルギーが増加して観測されるのは，光源と観測者の相対速度が近づく方向である場合だけです。光子のエネルギーはE = hνと振動数νに比例することが知られていますが，ドップラー効果によって「青方偏移」（振動数が大きい方へずれるとスペクトルで可視光線で青＝短波長の方へとずれる）した光はνが増加して観測されるために１光子あたりのエネルギーが増加したように観測されます。ただし，光から逃げる向きに運動する場合は逆に「赤方偏移」してエネルギーは減少したように観測されるでしょう。

お礼

そうですね！ドップラー効果ですね！
わかりやすい答えをありがとうござういました！

回答No.1

debukuro

光のエネルギーは変わりませんよ