Tabla de Contenidos
A Doppler-effektus egy hullám frekvenciájának változása, amikor azt a megfigyelő észleli, aki mozgásban van a hullámot kibocsátó forráshoz képest . Ez a hatás a frekvencia növekedésében (és a hullámhossz csökkenésében) jelentkezik, amikor a megfigyelő közeledik a forráshoz (vagy a forrás közeledik a megfigyelőhöz), és a frekvencia csökkenésében, ahogy távolodnak egymástól.
Ezt a hatást minden nap tapasztalhatjuk, amikor megfigyeljük a hangmagasság változását egy felénk közeledő, majd tőlünk távolodó autó hangjában, például egy Forma-1-es versenyen.A hang észrevehetően magasabb, amikor az autó közeledik felénk, mint amikor elöl halad, majd távolodik.
Az általunk észlelt hangváltozás a Doppler-effektus leglátványosabb példája lehet mindennapi életünkben. Ez a hatás azonban nem csak a hanghullámokra vonatkozik, hanem bármilyen típusú hullámra, beleértve a fényhullámokat is. Emiatt a Doppler-effektus nagy jelentőséggel bír a csillagászatban és sok más tudományágban.
Doppler hatás képlete
A Doppler-effektus felírható olyan egyenletpárok formájában, amelyek a megfigyelt frekvenciát vagy hullámhosszt a forráséval kapcsolják össze. Alkalmazása attól függ, hogy a hullámok forrása és a megfigyelő egymás felé vagy távolodik-e.
Amikor a forrás megközelíti a megfigyelőt
Ebben az esetben a következő egyenlet vagy képlet:
Ezekben az egyenletekben az f obs a megfigyelő által észlelt frekvenciát jelenti; f forrás a forrás által kibocsátott frekvencia; λ a hullámhossz; v az a sebesség, amellyel a hullám terjed a közegben, és v forrás az a relatív sebesség, amellyel a forrás megközelíti a megfigyelőt.
Amint látható, az egyenletek azt jósolják, hogy a megfigyelő által észlelt frekvencia a forrás közeledésének sebességével növekszik, míg a hullámhossznál az ellenkezője történik.
Amikor a forrás eltávolodik a megfigyelőtől
Ezek az egyenletek ekvivalensek az előzőekkel, a forrás sebességének előjelének különbségével:
Minden változó ugyanaz, mint az előző esetben. Ezek az egyenletek azt jósolják, hogy a megfigyelő által észlelt frekvencia csökkenni fog, és a hullámhossz növekedni fog, ahogy a forrás távolodásának sebessége nő.
vöröseltolódás vagy vöröseltolódás
A fény elektromágneses hullámként viselkedik, amely vákuumban körülbelül 300 000 km/s állandó sebességgel terjed. A fény színét a hullámhossza vagy a frekvenciája határozza meg. A nagyobb frekvenciájú vagy rövidebb hullámhosszú látható fény a kék és az ibolya közötti szín, míg a hosszabb hullámhosszú és ezért alacsonyabb frekvenciájú fény vörös.
Amikor a Doppler-effektus akkor lép fel, amikor távolodunk egy fényforrástól (vagy amikor egy fényforrás eltávolodik tőlünk), akkor azt a fényt alacsonyabb frekvenciával érzékeljük, mint a fényforrás által kibocsátott fényt. Ez a frekvenciaváltozás azt okozza, hogy az általunk észlelt fény színe közelebb van a vöröshez, mint korábban a látható fény spektrumában. Emiatt ezt a jelenséget eltolódásnak vagy vöröseltolódásnak nevezik.
Mint látható, a vöröseltolódásnak nagy jelentősége van a csillagászatban, mivel számszerűsítése lehetővé teszi, hogy közvetve meghatározzuk azt a sebességet, amellyel más égitestek távolodnak tőlünk. Ezt a távoli csillagokból és ködökből származó fény atomabszorpciós vonalainak frekvenciaeltolódásának meghatározásával érik el.
Meg kell jegyezni, hogy az a tény, hogy vörös eltolódásnak nevezik, nem azt jelenti, hogy maga a fény vörös, hanem azt, hogy a frekvenciája abba az irányba vagy értelemben tolódott el, ahogyan a vörös szín frekvenciája megtalálható az elektromágneses spektrumban.
Kék műszak vagy műszak
A kékeltolódás a vöröseltolódás ellentétes hatása: egy hozzánk közelebb kerülő forrás által kibocsátott fényhullám vagy elektromágneses hullám frekvenciájának növekedésére utal.
Az elmozdulás vagy a kékre váltás hatását használják például a pisztoly sebességmérőkben, amelyeket a rendőrség az autó mozgási sebességének meghatározására használ, különösen azokban, amelyek a LIDAR technológiával (a tárgyak mérésére és észlelésére szolgáló rendszer) működnek. lézer).
Hivatkozások
- Juano, A. és munkatársai (sf.). A Doppler-effektus és a vörösre és kékre való áttérés . Letöltve: https://www.ucm.es/data/cont/docs/136-2015-01-27-El%20efecto%20Doppler.pdf
- Nuñez, O (sf). Doppler-effektus: vörös és kék eltolás . Helyreállítva a következőről: https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4424/doppler-effect-shift-toward-red-and-blue-
- Serway, RA, Beichner, RJ és Jewett, JW (1999). Fizika: Tudósoknak és mérnököknek (Saunders Golden Sunburst Series) (5. kiadás ). Philadelphia, PA: Saunders College Pub.
