Question

（2011?天門二模）頻率為ν的光子從地球表面豎直向上運動．在它上升高度△H（△H遠小于地球的半徑R）的過程中，由于地球引力的作用，它的波長會變長，這種現象稱為“引力紅移”．設光速為c，則在這一過程中該光子的頻率的改變量△ν與原來頻率ν的比值為（重力加速度為g）（　　）

• A．

  △H

  c2

• B．

  g△H

  c2

• C．

  △H

  gc2

• D．

  c2

  g△H

Answer 1

分析：根據能量守恒定律，可以知道，光子向上的過程中，光子的能量有一部分轉化為勢能．hν=hν'+mg△H 所以h△ν=mg△H
原來光子的能量：hν=mc²
兩式相比，就可解得△ν與ν的比值．

解答：解：原來光子的能量：hν=mc²
根據能量守恒定律，可以知道，光子向上的過程中，光子的能量有一部分轉化為勢能．即
上升高度△H后：hν=hν'+mg△H 變形可得 h△ν=mg△H
則

△v

v

=

g△H

c2

故選B．

點評：此題考查的是能量守恒定律和光子能量的表達方式，要知道光子的能量可表示為hν，也可表示為mc²．