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引力红移和非真空距离红移和多普勒 引力红移和非真空距离红移和多普勒-斐索效应的计算公式 一；引力红移---引力红移，是强引力场中天体发射的电磁波波长变长的现象。由广义相对论可推知，当从远离引力场的地方观测时，处在引力场中的辐射源发射出来的谱线，其波长会变长一些，也就是红移。只有在引力场特别强的情况下，引力造成的红移量才能被检测出来。引力红移现象首先在引力场很强的白矮星（因为白矮星表面的引力较强）上检测出来。二十世纪六十年代，庞德、雷布卡和斯奈德采用穆斯堡尔效应的实验方法，测量由地面上高度相差22.6米的两点之间引力势的微小差别所造成的谱线频率的移动，定量地验证了引力红移。结果表明实验值与理论值完全符合。 （1）引力红移的原因是：光子在引力场发射出来后，光子能量转化为引力势能，使得频率变低而产生红移： 设星体质量为M,光子从星体表面发射出来，频率为v1,沿径向到达离星体表面为r处的频率为v2，运动质量为m,规定星体表面为引力势能零点。根据能量守恒 GMm/r+hv2=hv1 而 E2=hv2 ,E2=mc^2,===>m=hv2/c^2,带入上式得 GMhv2/rc^2 + hv2=hv1 v2=v1/(1+GM/rc^2) 可见，光子到r处频率变小，产生红移。 （2）设地球质量为M,光子从地球表面发射出来，频率为v1,竖直向上到达H 处的频率为v2，运动质量为m,规定地球表面为引力势能零点。根据能量守恒 GMm/h+hv1=hv0 而 E2=hv1 ,E2=mc^2,===>m=hv1/c^2,带入上式得 GMhv1/Hc^2 + hv2=hv0 v1=v0/(1+GM/Hc^2) △v=v1-v0 △v/v0=(v1-v0)/v0 =GM/(Hc^2-GM) 二；非真空距离红移---光子传播速度在宇宙空间中每Mpc的折损率Zm 光子传播速度在宇宙空间中每Mpc的折损率Zm=0.999643711 哈勃定律 ( Hubble's law )：Vf = Hc x D 参数说明： Vf：Velocity ( Far Away ) 远离速率 单位：km / s Hc：Hubble's Constant 哈柏常数 单位：km / (s．Mpc) 常数被确定为(74.2± 3.6)km/(s*Mpc)，不确定度进一步缩小到5%以内。 D：Distance 相对地球的距离 单位：Mpc 百万秒差距 C光速值＝299792．458千米／秒 Vd光子由于宇宙空间距离的影响到达地球时的速度 Zz总折损率=Vd/C 设当D到达相当大时Vd等于C-Vf，则Zz总折损率=Vd/C= (C-Vf)/C=1- Vf/C= 1-Hc x D/C Zm光子传播速度在宇宙空间中每Mpc的折损率 Zm的D次方=Zz Zm的D次方x C =Vd= C-Vf= C-Hc x D 则Zm= （1-Hc x D/C）开D次方 我在此设定D等于2187Mpc（因为前面设定了当D到达相当大时Vd等于C-Vf ），则Zm=（1-Hc xD/C）开D次方=（1- Hcx 2187Mpc/C）开2187次方=（1-(74.2± 3.6)km/(s*Mpc)x2187Mpc /299792．458千米／秒 ）开2187次方， Zm=0.999643711 光子传播速度在宇宙空间中每Mpc的折损率Zm=0.999643711 当D值比较小时准确度较高，当D值比较大时准确度较低，和哈勃定律相反，哈勃定律是当D值比较小时准确度较低，当D值比较大时准确度较高。我认为Zm还是应当以实际测量为准。 三；光（电磁波）的多普勒效应计算公式分为以下三种： （1）纵向多普勒效应（即波源的速度与波源与接收器的连线共 本文来源：https://www.dywdw.cn/9ec3cd215aeef8c75fbfc77da26925c52cc5918f.html
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2023-03-22
