Kako dopler efekat pomaže u proučavanju svemira?

Anonim

1842. godine, fizičar i matematičar Christian Doppler otkrili su da ako se izvor zvuka i posmatrač premještaju u odnosu na relativne jedna drugoj, zvučna frekvencija koju promatrač ne podudara s frekvencijom izvora zvuka. Danas ovaj fenomen nazivamo "Doppler efekt" i to je uz pomoć astronomi traže egzoplane - svjetove koji se okreću oko drugih zvijezda izvan našeg sunčevog sistema. 442 od 473, egzoplaneti poznati danas otkriveni su korištenjem DOPPLER efekta, koji opisuje promjene u frekvenciji bilo koje vrste zvuka ili lakim valom proizvedenim izvorom pokretnog promatrača u odnosu na promatrač. Fenomen je otvorio austrijski naučnik u 19. stoljeću sastavni je dio modernih teorija o porijeklu našeg svemira i koristi se u predviđanju vremena, proučavajući pokret zvijezda, kao i u dijagnostici kardiovaskularnih bolesti.

Kako dopler efekat pomaže u proučavanju svemira? 13673_1
Doppler efekat sastavni je dio modernih teorija o početku svemira.

Koji je doppler efekat?

Zamislite loklu, u centru koji sjedi zadovoljan buba. Svaki put kad pohađa šape, stvara smetnje koja se kreće uz vodu. Ako se ove uznemiravanja pojave u nekom trenutku, bit će distribuirani iz ove tačke u svim smjerovima. Budući da se svaki ogorčenje kreće u istom okruženju, svi će se kretati u svim smjerovima istom brzinom.

Uzorak koji je stvorio šape s bubama bit će niz krugova koji dostižu rubove lokve s istom frekvencijom. Promatrač na točki A (lijeva ruba lokve) će vidjeti ogorčenje, premlaćivanje o rubu lokvica s istom frekvencijom kao i posmatrač na mjestu (desni rub lokve). U stvari, frekvencija s kojom krugovi dostižu rubove lokve bit će iste kao i frekvencija s kojom se buba pomiče šape, mi ćemo je definirati s dvije poremećaje u sekundi.

Kako dopler efekat pomaže u proučavanju svemira? 13673_2
Tijelo i vrhovi nogu prekriveni su krutim dlačicama koje im pomažu da kliznu duž vode.

Sada pretpostavimo da će se buba plovi do promatrača b, proizvodeći uznemirenosti s istom frekvencijom. Budući da se insekt pomiče udesno, svaka ogorčenje dolazi bliže posmatraču i dalje od posmatrača A i, prikladno, u brže će doći do promatrača. Istovremeno, posmatrač bi se činilo da je frekvencija porini uznemirenja veća od frekvencije s kojom se pojavljuju ove uznemirenosti; Promatrač A, naprotiv, činit će se da je učestalost uznemirenosti manja nego u stvari. Ovaj primjer, nadam se da ilustrira dopler efekt.

Još fascinantniji članke o fizičkim otkrićima koje se svijet promijenio, čitao na našem kanalu u Yandex.dzen. Postoje redovno objavljeni članci koji nisu na licu mjesta!

Ako ne, napominjemo da se Doppler efekt može primijetiti za bilo koju vrstu talasa - vodenih talasa, zvučnog vala, lakih vala i tako dalje. Zamislite da se policijski automobil kreće da vas upozna. Kad vam se automobil približi lila, zvuk sirena postaje glasniji, ali postaje tiši, jer automobil prolazi pored. Ovo je još jedan primjer Doppler efekta - očigledan pomak frekvencije zvučnog talasa stvorenog izvora pokreta.

Kako funkcionira doppler efekat?

Doppler efekt je od velikog interesa za astronomi koji koriste informacije o prestanku frekvencije elektromagnetske talasne frekvencije koje se kreću premještanja u našoj galaksiji i šire. U stvari, pretpostavka istraživača koja se naš svemir proširuje s ubrzanjem, dijelom zasnovanim na zapažanjima elektromagnetskih valova koje su zvjezdi koje su u dalekim galaksijima emitirale u dalekim galaksijima. Moguće je i odrediti specifične informacije o zvijezdama unutar galaksija pomoću Doppler efekta.

Moderni teleskopi omogućavaju astronomima da proučavaju zvijezde u dalekim galaksijama. U pravilu traže izvore svjetlosti koji emitiraju elektromagnetske valove. Pridržavajte se efekta dopler astronoma može kada se zvijezda okreće oko vlastite sredine mase i kreće se prema tlu ili iz nje. Ove smjene talasne dužine mogu se smatrati finim promjenama u Star spektrom - duge boje koje emitiraju svjetlo.

Kad se zvijezda preseli na nas, njene talasne dužine su komprimirane, a spektar stječe plavkastu boju. Kad se zvezda skine od nas, njegov spektar svijetli crveno.

Kako dopler efekat pomaže u proučavanju svemira? 13673_3
Raspodjela planetarnih sistema na Mliječni put u umjetnikovoj zastupljenosti.

Da bi se promatrali crveni i plavi sjaj, astronomi koriste spektrograf - medalju visoke rezolucije, koji dijeli dolazne svjetlosne valove na različitim bojama. U vanjskom sloju svake zvijezde postoje atomi koji apsorbiraju svjetlost na određene talasne dužine, a ta apsorpcija se manifestuje u obliku tamnih linija u različitim bojama spektra zvijezde. Istraživači koriste smjene u tim linijama kao prikladni markeri za mjerenje vrijednosti dopler efekta.

Vidi također: MANDELA EFFECT - Zašto se ljudi sjećaju šta nije?

Nemoguće je ne napomenuti da se doppler efekt koristi ne samo u astronomiji. Slanje radarske zrake u atmosferu i proučavanje promjena valnih duljina povratnih zraka, meteorolozi traže vodu u atmosferi. Doppler efekt se koristi i u medicini sa ehokardiogramima koji šalju ultrazvučne zrake kroz tijelo da bi se mjerila promjene u krvotoku kako bi se osiguralo da srčani ventil radi pravilno ili za dijagnosticiranje kardiovaskularnih bolesti.

Čitaj više