物理學博士2018-09-19 16:04:47

簡單的答案是：基本上是完全一樣的。

作為趣味物理的話題，有幾個物理效應，造成太空中和地球上光波長、頻率有微小差別。我們可以討論一下：

1：空氣的效應：

當光波進入一個介質時，頻率不變，傳播速度和波長會發生變化。光在空氣中的速度，還是比在真空中的速度，慢一點點的，萬分之三的樣子。因此陽光進入大氣層，波長要變短0。03%，頻率不變。

2：多普勒效應：

你如果到了太空中，肯定會在一個宇宙飛船上，飛船相對於地面，一定會有一個速度。如果這個速度有一部分是迎著太陽或者遠離太陽的，你觀測到的頻率就會變高或者變低，這就是多普勒效應。比如某一個時刻，飛船有一個迎著太陽的3公里/秒的速度，那麼此時飛船上的裝置測量的陽光頻率就會比地面高十萬分之一，波長也短十萬分之一。

3：廣義相對論效應：

從太空中仍一個東西到地球上，它因為勢能減少很快會獲得很大速度和動能。光線落在地面上，會加速嗎？不會的，根據俠義相對論，光速不變的。但根據廣義相對論，光速雖然不變，它還是會增加動能，導致頻率有所提高，相應波長變短，這個叫引力紫移。這個效應很小，只有十億分之一不到。

說這些，也不完全是較真。在GPS、北斗這樣的衛星定位系統中，需要利用上萬公里外的衛星，把地面物體定位在幾米、甚至幾釐米、毫米的精度，授時的精度要達到納秒，上面談的效應，包括廣義相對論效應，都需要考慮，計算。