Redshift vs efekt Dopplera
Efekt Dopplera i przesunięcie ku czerwieni to dwa zjawiska obserwowane w dziedzinie mechaniki fal. 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. Niezbędne jest właściwe zrozumienie przesunięcia ku czerwieni i efektu Dopplera, aby osiągnąć sukces 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, a na koniec omówimy różnicę między efektem Dopplera a przesunięciem ku czerwieni.
Efekt Dopplera
Efekt Dopplera jest zjawiskiem związanym z falą. Istnieje kilka terminów, które należało zdefiniować, aby wyjaśnić efekt Dopplera. Źródło to miejsce, w którym powstaje fala lub sygnał. Obserwator to miejsce, w którym odbierany jest sygnał lub fala. Układem odniesienia jest nieruchoma rama względem ośrodka, w którym obserwowane jest całe zjawisko. Prędkość fali to prędkość fali w ośrodku względem 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 U / f 0. Stosując V = fλ do układu, otrzymujemy f = (C + V) f 0 / C. Jeśli obserwator oddala się od źródła, względna prędkość fali staje się CV.
Przypadek 2
Obserwator nadal znajduje się względem ośrodka, a źródło porusza się z prędkością względną U w kierunku obserwatora. Źródło emituje fale o częstotliwości f 0 względem źródła. Prędkość fali ośrodka wynosi C. Względna prędkość fali pozostaje w C, a długość fali wynosi f 0 / CU. Stosując V = f λ do układu, otrzymujemy f = C f 0 / (CU).
Przypadek 3
Zarówno źródło, jak i obserwator zbliżają się do siebie z prędkościami U i V względem ośrodka. Korzystając z obliczeń w Przypadku 1 i Przypadku 2, otrzymujemy obserwowaną częstotliwość jako f = (C + V) f 0 / (CU).
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 do widm standardowych. W przypadku obiektów gwiazdowych jest to bardzo przydatna metoda obliczenia względnej prędkości obiektu. Przesunięcie ku czerwieni to zjawisko przesunięcia linii widmowych nieznacznie na czerwoną stronę widma elektromagnetycznego. Jest to spowodowane oddalaniem się źródeł od obserwatora. Odpowiednikiem przesunięcia ku czerwieni jest przesunięcie ku niebieskiemu, które jest spowodowane przez źródło zbliżające się do obserwatora. W przesunięciu ku czerwieni różnica długości fal służy do pomiaru prędkości względnej.
Jaka jest różnica między efektem Dopplera a przesunięciem ku czerwieni?
• Efekt Dopplera jest widoczny we wszystkich falach. Przesunięcie ku czerwieni jest definiowane tylko dla widma elektromagnetycznego.
• Aplikować; efekt Dopplera może być użyty do obliczenia dowolnej z pięciu zmiennych w przypadku, gdy pozostałe cztery są znane. Przesunięcie ku czerwieni służy tylko do obliczenia prędkości względnej.
