光中的多普勒效应:红移和蓝移
来自移动源的光波经历多普勒效应,导致光和#39;s频率发生红移或蓝移。这与其他类型的波浪(如声波)类似(尽管不完全相同)。主要区别在于光波不需要传播介质,因此多普勒效应的经典应用并不适用于这种情况。
光的相对论多普勒效应
考虑两个对象:光源和"听众"(或观察者)。由于在空空间中传播的光波没有介质,我们根据光源相对于听众的运动来分析光的多普勒效应。
我们建立了坐标系,以便从听者到源的积极方向。因此,如果源正在远离听者,则其速度v为正,但是如果它正在向听者移动,则v为负。在这种情况下,听众总是总是处于静止状态(因此v实际上是它们之间的总相对速度)。光速c总是被认为是正的。
听众接收到的频率f与源f传输的频率不同。这是用相对论力学计算的,通过应用必要的长度收缩,并获得关系:
f=sqrt[(c-v)/(c+v)]*f
红移和放大;蓝移
从听众移开的光源(v为正值)将提供小于f的f。在可见光谱中,这导致向光谱的红端移动,因此称为红移。当光源向移动时张文宏科普哪些疫苗孩子应该打,听众(v为负),则f大于f。在可见光谱中,这导致向光谱的高频端移动。出于某种原因,紫罗兰得到了棍子的短端,这种频移实际上被称为蓝移。显然,在可见光谱之外的电磁波谱区域,这些变化实际上可能不是朝向红色和蓝色的。例如,如果您在红外线中'例如,当您体验到"红移时,讽刺地将从红色移动。"
应用程序
警察在他们用来跟踪速度的雷达盒中使用此属性。无线电波被传送出去,与车辆碰撞并反弹。车辆的速度(作为反射波源)决定频率的变化,可以用盒子检测。(类似的应用可以用来测量大气中的风速,即"多普勒雷达"气象学家非常喜欢。)
这种多普勒频移也用于跟踪卫星。通过观察频率如何变化,您可以确定相对于位置的速度,这允许基于地面的跟踪分析物体在空间中的移动。
在天文学中,这些变化证明是有帮助的。当观察一个双星系统时,你可以通过分析频率如何变化来判断哪个向你移动,哪个离开。
更重要的是,来自远距离星光分析的证据表明,光经历了红移。这些星团正在远离地球。实际上,其结果超出了单纯的多普勒效应。这实际上是时空本身扩大的结果,正如广义相对论所预测的那样。这个证据的推断以及其他发现支持了"大爆炸"宇宙起源的图片。