振動数
になり、粒子1は一定の速度uで動き始めた。このとき、粒子1の内部エネルギーに変化はなかった。速度uの方向をx軸の正の方向に取ると、図1に示すように、入射光子の方向と散乱光子の方向のなす角度は
であり、入射光子の方向と粒子1の速度uのなす角度はφであった。ここでφは
より少し小さい角度とする。入射光子の方向の運動量の保存則から イ = ウ となる。また、散乱光子の方向の運動量の保存則からも同様の式が得られ、エネルギー保存則も成り立つ。その結果、粒子1の速度u，入射光子の振動数νと散乱光子の振動数
は、φ，m，cとhを用いて表すと、それぞれ、u＝ エ ，ν＝ オ ，
＝ カ と書けることがわかる。
に質量mの粒子2が静止していた。時刻
に粒子1は粒子2と衝突して、両粒子は合体して動き出した。合体した粒子を粒子3と呼ぶ。粒子3の速度は粒子1の速度uを使って表すと キ であり、衝突の結果、内部エネルギー ク が発生した。粒子3は時刻
から一定速度で動きながら、この内部エネルギーを使って、赤外線を大量に四方八方に連続的に放射し始めた。この放射は時刻
には完全に停止した。図1に示すように、地点
で静止していた観測者Aが、粒子3からの放射を計測していた。時刻
と時刻
に粒子3からAに向けて放射された赤外線は、それぞれ時刻 ケ と時刻 コ にAに達する。したがって、観測者Aが粒子3からの赤外線の放射を受光していた時間間隔は サ となる。
......[答]
......[答]
......[答] ･･･①
･･･②
･･･③
，
より、
......[答] (
より
)
......[答]
......[答]
......[答] ･･･④
......[答]
に出た赤外線は、距離Dを光速cで進むのに時間
を要するから、観測者Aに到達する時刻は、
......[答]
進みます。時刻
に出た赤外線は、距離
を光速cで進むのに時間
を要するから、観測者Aに到達する時刻は、
......[答]
......[答]