Przesunięcie ku czerwieni a efekt Dopplera
Efekt Dopplera i przesunięcie ku czerwieni to dwa zjawiska obserwowane w dziedzinie mechaniki falowej. Oba te zjawiska zachodzą z powodu względnego ruchu między źródłem a obserwatorem. Zastosowania tych zjawisk są ogromne. Dziedziny takie jak astronomia, astrofizyka, fizyka i inżynieria, a nawet kontrola ruchu wykorzystują te zjawiska. Niezbędna jest odpowiednia wiedza na temat przesunięcia ku czerwieni i efektu Dopplera, aby odnosić sukcesy w dziedzinach, które mają ciężkie zastosowania oparte na tych zjawiskach. W tym artykule omówimy efekt Dopplera i przesunięcie ku czerwieni, ich zastosowania, podobieństwa między przesunięciem ku czerwieni i efektem Dopplera i wreszcie różnicę między efektem Dopplera a przesunięciem ku czerwieni.
Efekt Dopplera
Efekt Dopplera to zjawisko związane z falami. Istnieje kilka terminów, które należy zdefiniować, aby wyjaśnić efekt Dopplera. Źródło to miejsce, z którego pochodzi fala lub sygnał. Obserwator to miejsce, w którym odbierany jest sygnał lub fala. Układem odniesienia jest układ nieruchomy względem ośrodka, w którym obserwowane jest całe zjawisko. Prędkość fali to prędkość fali w ośrodku w stosunku do źródła.
Przypadek 1
Źródło jest nadal względem układu odniesienia, a obserwator porusza się z prędkością względną V względem źródła w kierunku źródła. Prędkość fali ośrodka wynosi C. W tym przypadku prędkość względna fali wynosi C+V. Długość fali to V/f0 Stosując V=fλ do systemu, otrzymujemy f=(C+V) f0/ C Jeśli obserwator oddala się od źródła, względna prędkość fali staje się C-V.
Przypadek 2
Obserwator jest nieruchomy względem ośrodka, a źródło porusza się z prędkością względną U w kierunku obserwatora. Źródło emituje fale o częstotliwości f0w odniesieniu do źródła. Prędkość fali ośrodka wynosi C. Względna prędkość fali pozostaje w C, a długość fali wynosi f0 / C-U. Stosując V=f λ do systemu, otrzymujemy f=C f0/ (C-U).
Przypadek 3
Zarówno źródło, jak i obserwator poruszają się ku sobie z prędkościami U i V względem ośrodka. Korzystając z obliczeń w Przypadku 1 i Przypadku 2, otrzymujemy obserwowaną częstotliwość jako f=(C+V) f0/ (C-U).
Przesunięcie ku czerwieni
Przesunięcie ku czerwieni to zjawisko związane z falami obserwowane w falach elektromagnetycznych. W przypadku, gdy znane są częstotliwości pewnych linii widmowych, obserwowane widma można porównać z widmami standardowymi. W przypadku obiektów gwiazdowych jest to bardzo przydatna metoda obliczania względnej prędkości obiektu. Redshift to zjawisko polegające na lekkim przesunięciu linii widmowych na czerwoną stronę widma elektromagnetycznego. Jest to spowodowane oddalaniem się źródeł od obserwatora. Odpowiednikiem przesunięcia ku czerwieni jest przesunięcie ku czerwieni, które jest powodowane przez źródło zbliżające się do obserwatora. W przesunięciu ku czerwieni różnica długości fal jest używana do pomiaru prędkości względnej.
Jaka jest różnica między efektem Dopplera a przesunięciem ku czerwieni?
• Efekt Dopplera można zaobserwować we wszystkich falach. Redshift jest zdefiniowany tylko dla widma elektromagnetycznego.
• Aby złożyć wniosek; efekt Dopplera można wykorzystać do obliczenia jednej z pięciu zmiennych, w przypadku gdy znane są pozostałe cztery. Redshift jest używany tylko do obliczania prędkości względnej.
