测不准关系与光频的引力红移-西华师范大学学报自然科学版.PDFVIP

DO I :10.16246/j .issn.1673 -5072.2005.03.004 第 26卷 第 3期 西华 师 范大 学 学报 (自然 科 学 版 ) 2005 年 9 月 Vo.l26 　 No.3 JournalofChinaWestNormalUniversity(NaturalSciences) Sep.2005 文章编号:100 1-8220 (2005 )03-0240-04　 测不准关系与光频的引力红移 周宙安, 熊文元, 陈泽顺 (湖南科 学院电子工程与物理系, 湖南永州 425006) 从广义相对论的引力势对时钟的影响出发, 讨论了引力红移的半经典解释.运用引力势对时钟的影响及 摘　要: 量子力学的测不准关系, 计算了光频的引力红移, 结果表明, 由这种方法得到的引力红移量与人们预期的结果相 符. 时空;引力势;测不准关系;光频的引力红移 关键词: 中图分类号:O413.1　　　文献标识码:A 0　引　言 当光子在稳定的引力场中传播, 不同地点的静止观测者将测得不同的频率, 这叫光频的引力红移.它是 [1] [2-4] 爱因斯坦发表广义相对论时预言的一个效应 , 这个效应已被天文观测和实验室观测所证明 .关于引力 [5] 红移人们普遍给出的是半经典的解释 , 本文将运用引力势对时钟的影响及量子力学的测不准关系来解释 引力红移效应.指出引力红移与量子效应之间存在着密切的联系. 1　引力势对时钟的影响 设在稳态时空的 P和 P两个空间点, 分别有静止的光源和静止的观测者.P处的光源在坐标时 t和 1 2 1 1 t′时刻分别发出两个光信号, P处的观测者在坐标时 t和 t′时刻分别收到这两个光信号. 1 2 2 2 由于时空是稳态的, 一定有[5] 　　　　　Δt≡ t′-t=t′-t≡■t. (1) 2 2 2 1 1 1 其中■ t为 P点发出两个光信号的坐标时间间隔.其固有时间间隔为 1 1 Δτ= -g ■ t. (2 ) 1 00 (1) 1 Δt为 P处的观测者收到这两个光信号的坐标时间间隔.其固有时间间隔为 2 2 Δτ= -g ■ t. (3 ) 2 00 (2 ) 2 由(1), (2 ), (3 )式可知 -g Δτ= 00 (2 )■τ. (4 ) 2 1 -g 00 (1)