Tabla de Contenidos
Ефектът на Доплер е промяната в честотата на вълната, когато се възприема от наблюдател, който е в движение по отношение на източника, излъчващ вълната . Този ефект се изразява в увеличаване на честотата (и намаляване на дължината на вълната), когато наблюдателят се приближава към източника (или източникът се приближава към наблюдателя) и намаляване на честотата, когато се отдалечават един от друг.
Можем да видим този ефект всеки ден, когато наблюдаваме промяната на височината на звука на автомобил, който се приближава към нас и след това се отдалечава от нас, като например в състезание от Формула 1. Звукът е забележимо по-висок, когато автомобилът се приближава към нас, отколкото когато минава отпред и след това се отдалечава.
Промяната в тона, която възприемаме, може да е най-осезаемият пример за ефекта на Доплер в ежедневието ни. Този ефект обаче не се отнася само за звукови вълни, но и за всеки тип вълна, включително светлинни вълни. Поради тази причина ефектът на Доплер е от голямо значение в астрономията и много други научни дисциплини.
Формула за ефект на Доплер
Ефектът на Доплер може да бъде записан под формата на двойка уравнения, които свързват наблюдаваната честота или дължина на вълната с тази на източника. Приложението му зависи от това дали източникът на вълните и наблюдателят се движат един към друг или се отдалечават.
Когато източникът се приближи до наблюдателя
В този случай уравнението или формулата, която трябва да използвате, е:
В тези уравнения f obs представлява честотата, възприемана от наблюдателя; f източник е честотата, която източникът излъчва; λ е дължината на вълната; v е скоростта, с която вълната се разпространява в средата, а v източникът е относителната скорост, с която източникът се приближава към наблюдателя.
Както може да се види, уравненията предвиждат, че честотата, възприемана от наблюдателя, ще се увеличи с увеличаване на скоростта, с която източникът се приближава, докато обратното се случва с дължината на вълната.
Когато източникът се отдалечи от наблюдателя
Тези уравнения са еквивалентни на предишните, с разликата в знака на скоростта на източника:
Всички променливи са същите като в предишния случай. Тези уравнения предвиждат, че честотата, възприемана от наблюдателя, ще намалее и дължината на вълната ще се увеличи, когато скоростта, с която източникът се отдалечава, се увеличава.
червено отместване или червено отместване
Светлината се държи като електромагнитна вълна, която се разпространява във вакуум с постоянна скорост от приблизително 300 000 km/s. Това, което определя цвета на светлината, е нейната дължина на вълната или нейната честота. Видимата светлина с по-висока честота или по-къса дължина на вълната е цвят между синьо и виолетово, докато светлината с по-голяма дължина на вълната и следователно по-ниска честота е червена.
Когато ефектът на Доплер се появи, когато се отдалечим от източник на светлина (или когато източник на светлина се отдалечи от нас), ние възприемаме тази светлина с по-ниска честота от тази, която източникът излъчва. Тази промяна в честотата кара цвета на светлината, който възприемаме, да бъде по-близо до червено, отколкото е бил преди в спектъра на видимата светлина. Поради тази причина това явление се нарича изместване или червено изместване.
Както може да се види, червеното отместване е от голямо значение за астрономията, тъй като неговото количествено определяне ни позволява индиректно да определим скоростта, с която другите небесни тела се отдалечават от нас. Това се постига чрез определяне на честотното изместване в атомните абсорбционни линии на светлина от далечни звезди и мъглявини.
Трябва да се отбележи, че фактът, че се нарича червено отместване, не означава, че самата светлина е червена, а по-скоро, че нейната честота се измества в посоката или смисъла, в който се намира честотата на червения цвят в електромагнитния спектър.
Синя смяна или смяна
Синьото отместване е обратният ефект на червеното отместване: то се отнася до увеличаването на честотата на светлинна вълна или електромагнитна вълна, излъчвана от източник, който се приближава до нас.
Ефектът на изместване или изместване към синьо се използва например в пистолетни скоростомери, които полицията използва, за да определи скоростта, с която се движи автомобил, по-специално тези, които работят с LIDAR технология (система за измерване и откриване на обекти чрез лазер).
Препратки
- Juano, A. et al (sf). Ефектът на Доплер и преминаването към червено и синьо . Извлечено от https://www.ucm.es/data/cont/docs/136-2015-01-27-El%20efecto%20Doppler.pdf
- Нунес, O (sf). Доплеров ефект: червено и синьо изместване . Възстановено от https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4424/doppler-effect-shift-toward-red-and-blue-
- Serway, RA, Beichner, RJ, & Jewett, JW (1999). Физика: За учени и инженери (Серия Златен изблик на Сондърс) (5-то издание ). Филаделфия, Пенсилвания: Saunders College Pub.
