Question

（2011?天门二模）频率为ν的光子从地球表面竖直向上运动．在它上升高度△H（△H远小于地球的半径R）的过程中，由于地球引力的作用，它的波长会变长，这种现象称为“引力红移”．设光速为c，则在这一过程中该光子的频率的改变量△ν与原来频率ν的比值为（重力加速度为g）（　　）

• A．

  △H

  c2

• B．

  g△H

  c2

• C．

  △H

  gc2

• D．

  c2

  g△H

Answer 1

分析：根据能量守恒定律，可以知道，光子向上的过程中，光子的能量有一部分转化为势能．hν=hν'+mg△H 所以h△ν=mg△H
原来光子的能量：hν=mc²
两式相比，就可解得△ν与ν的比值．

解答：解：原来光子的能量：hν=mc²
根据能量守恒定律，可以知道，光子向上的过程中，光子的能量有一部分转化为势能．即
上升高度△H后：hν=hν'+mg△H 变形可得 h△ν=mg△H
则

△v

v

=

g△H

c2

故选B．

点评：此题考查的是能量守恒定律和光子能量的表达方式，要知道光子的能量可表示为hν，也可表示为mc²．