Im Jahr 1842 stellte der Physiker und der mathematische Christian Doppler heraus, dass, wenn sich der Klangquelle und der Beobachter relativ zueinander bewegen, die vom Beobachter wahrgenommene Schallfrequenz nicht mit der Frequenz der Klangquelle übereinstimmt. Heute nennen wir dieses Phänomen "Dopplereffekt" und es ist mit seinen Hilfeshilfs-Astronomen nach Exoplans - Welten, die sich um andere Sterne außerhalb unseres Sonnensystems drehen. 442 von 473, wurden die heute bekannten Exoplanette mit dem Doppler-Effekt erkannt, der Änderungen in der Frequenz eines beliebigen Typs von Ton oder Lichtwellen beschreibt, der von einer sich bewegenden Quelle relativ zum Beobachter erzeugt wird. Das von dem österreichischen Wissenschaftler des österreichischen Wissenschaftlers eröffneten Phänomen ist ein wesentlicher Bestandteil der modernen Theorien über den Ursprung unseres Universums und wird bei der Vorhersage des Wetters verwendet, und studiert die Bewegung von Sternen sowie bei der Diagnose von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Was ist der Doppler-Effekt?
Stellen Sie sich eine Pfütze vor, in deren Mitte einen zufriedenen Käfer sitzt. Jedes Mal, wenn er seine Pfoten schüttelt, schafft es Interferenzen, die sich entlang des Wassers bewegen. Wenn diese Störungen irgendwann auftreten, werden sie in alle Richtungen von diesem Punkt verteilt. Da jede Empörung in derselben Umgebung bewegt, bewegen sie sich alle in alle Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit.
Das von den Käferpfoten erzeugte Muster ist eine Reihe von Kreisen, die die Ränder der Pfützen mit der gleichen Frequenz erreichen. Der Beobachter an der Stelle A (der linke Rand der Puddles) sieht die Empörung und schlägt um den Rand der Pfütze mit der gleichen Frequenz wie der Beobachter an der Stelle in (der rechte Rand der Puddles). Tatsächlich ist die Frequenz, mit der die Kreise die Kanten der Pfützen erreichen, dieselbe wie die Frequenz, mit der der Käfer die Pfoten bewegt, wir werden es mit zwei Störungen pro Sekunde definieren.
Nehmen Sie nun an, der Käfer segelt an den Beobachter B, wodurch Störungen mit derselben Frequenz hergestellt werden. Da sich das Insekt nach rechts bewegt, erfolgt jede Empörung näher an dem Beobachter und weiter vom Beobachter A und angemessen, wird den Beobachter schneller erreichen. Gleichzeitig wäre der Beobachter, dass die Häufigkeit der Störungsankunft höher ist als die Häufigkeit, mit der diese Störungen entstehen; Beobachter A, im Gegenteil, es scheint, dass die Häufigkeit der Störungshäufigkeit niedriger ist als in der Tat. Dieses Beispiel veranschaulicht hoffentlich den Doppler-Effekt.
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Wenn nicht, bemerken wir, dass der Doppler-Effekt für jede Art von Wellenwasserwellen, Schallwellen, Lichtwellen usw. beobachtet werden kann. Stellen Sie sich vor, das Polizeiauto bewegt sich, um Sie kennenzulernen. Wenn sich das Auto mit einem Flieder nähert, wird das Klang der Sirenen lauter, wird aber leiser, da das Auto vorbeifährt. Dies ist ein weiteres Beispiel für den Doppler-Effekt - eine offensichtliche Verschiebung der Schallwellenfrequenz, die durch eine sich bewegende Quelle erzeugt wird.
Wie funktioniert der Doppler-Effekt?
Der Doppler-Effekt ist von großem Interesse an Astronomen, die Informationen über die Verschiebung der elektromagnetischen Wellenfrequenz verwenden, die durch bewegte Sterne in unserer Galaxie und darüber hinaus erzeugt werden. In der Tat, die Annahme von Forschern, die unser Universum mit der Beschleunigung ausdehnt, basiert teilweise auf den Beobachtungen elektromagnetischer Wellen, die von den Sternen in fernen Galaxien ausgestoßen werden. Es ist auch möglich, spezifische Informationen über die Sterne in den Galaxien mit dem Doppler-Effekt zu ermitteln.
Moderne Teleskope ermöglichen Astronomen, die Sterne in entfernten Galaxien zu studieren. In der Regel suchen sie nach Lichtquellen, die elektromagnetische Wellen emittieren. Beachten Sie die Wirkung von Doppler-Astronomen können, wenn sich der Stern um sein eigenes Massenzentrum dreht und sich entweder in Richtung Boden oder daraus bewegt. Diese Wellenlängenverschiebungen können als feine Änderungen im Sternspektrum angesehen werden - Regenbogenfarben, die von Licht emittiert werden.
Wenn sich ein Stern zu uns bewegt, werden seine Wellenlängen zusammengedrückt, und das Spektrum erfasst eine bläuliche Farbe. Wenn ein Stern von uns entfernt wird, leuchtet sein Spektrum rot.
Um das rote und blaue Glühen zu beobachten, verwenden Astronomen einen Spektrographen - einen hochauflösenden Medalisten, der eingehende Lichtwellen in verschiedenen Farben teilt. In der äußeren Schicht jedes Sterns gibt es Atome, die auf bestimmte Wellenlängen Licht aufnehmen, und diese Absorption manifestiert sich in Form von dunklen Linien in verschiedenen Farben des Spektrums des Sterns. Die Forscher verwenden Verschiebungen in diesen Zeilen als praktische Markierungen, um die Werte des Doppler-Effekts zu messen.
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Es ist nicht möglich, nicht zu beachten, dass der Doppler-Effekt nicht nur in der Astronomie verwendet wird. Senden von Radarstrahlen in die Atmosphäre und das Studieren von Änderungen der Wellenlängen von Return-Strahlen, Meteorologen suchen nach Wasser in der Atmosphäre. Der Doppler-Effekt wird auch in der Medizin mit Echokardiogrammen verwendet, die Ultraschallstrahlen durch den Körper sendet, um Änderungen im Blutkreislauf zu messen, um sicherzustellen, dass das Herzventil ordnungsgemäß arbeitet oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen diagnostiziert.