Comment l'effet Doppler aide-t-il à étudier l'univers?

Anonim

En 1842, le doppler chrétien physicien et mathématicien a constaté que si la source sonore et l'observateur se déplacent les unes par rapport à l'autre, la fréquence sonore perçue par l'observateur ne coïncide pas avec la fréquence de la source sonore. Aujourd'hui, nous appelons ce phénomène "effet Doppler" et c'est avec ses astronomes d'aide à la recherche d'exoplans - mondes qui tournent autour d'autres étoiles en dehors de notre système solaire. 442 sur 473, les exoplanètes connues aujourd'hui ont été détectées à l'aide de l'effet Doppler, qui décrit les modifications de la fréquence de tout type de son de son ou d'une onde lumineuse produite par une source mobile par rapport à l'observateur. Le phénomène ouvert par le scientifique autrichien au 19ème siècle fait partie intégrante des théories modernes sur l'origine de notre univers et est utilisée pour prédire la météo, en étudiant le mouvement des étoiles, ainsi que dans le diagnostic de maladies cardiovasculaires.

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L'effet Doppler fait partie intégrante des théories modernes sur le début de l'univers.

Quel est l'effet Doppler?

Imaginez une flaque d'eau, dont le centre assiste un coléoptère content. Chaque fois qu'il secoue ses pattes, cela crée des interférences qui se déplacent le long de l'eau. Si ces perturbations se produisent à un moment donné, elles seront distribuées de ce point dans toutes les directions. Étant donné que chaque indignation se déplace dans le même environnement, elles se déplaceront tous dans toutes les directions à la même vitesse.

Le motif créé par les pattes de coléoptère sera une série de cercles atteignant les bords des flaques fluides avec la même fréquence. L'observateur au point A (le bord gauche des flaques de flaques) verra indignation, battre autour du bord des flaques de flaques avec la même fréquence que l'observateur au point de (le bord droit des puddles). En fait, la fréquence avec laquelle les cercles atteindront les bords des flaques fluides seront identiques à la fréquence avec laquelle le coléoptère déplace les pattes, nous le définirons avec deux perturbations par seconde.

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Le corps et les astuces des jambes sont recouverts de poils rigides qui les aident à glisser le long de l'eau.

Supposons maintenant que le coléoptère navigue à l'observateur B, produisant des perturbations avec la même fréquence. Étant donné que l'insecte se déplace à droite, chaque indignation se rapproche de l'observateur de l'observateur et du plus loin de l'observateur A et, approprié, atteindra l'observateur plus rapide. Dans le même temps, l'observateur semblerait que la fréquence de l'arrivée de perturbation est supérieure à la fréquence avec laquelle ces perturbations se produisent; Observateur A, au contraire, il semblera que la fréquence des perturbations soit inférieure à celle du fait. Cet exemple, espérons-le, illustre l'effet Doppler.

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Sinon, nous notons que l'effet Doppler peut être observé pour tout type d'ondes d'eau, d'une onde sonore, d'une onde lumineuse et ainsi de suite. Imaginez que la voiture de police se retrouve pour vous rencontrer. Lorsque la voiture vous approche avec un lilas, le son des sirènes devient plus fort, mais devient plus silencieux, car la voiture passe par. Ceci est un autre exemple de l'effet Doppler - un décalage évident de la fréquence d'onde sonore créée par une source mobile.

Comment fonctionne l'effet Doppler?

L'effet Doppler présente un grand intérêt pour les astronomes qui utilisent des informations sur le décalage de la fréquence d'onde électromagnétique produite par des étoiles mobiles dans notre galaxie et au-delà. En fait, l'hypothèse de chercheurs que notre univers se développe avec accélération, en partie basée sur les observations d'ondes électromagnétiques émises par les étoiles dans des galaxies lointaines. Il est également possible de déterminer des informations spécifiques sur les étoiles à l'intérieur des galaxies à l'aide de l'effet Doppler.

Les télescopes modernes permettent aux astronomes d'étudier les étoiles dans des galaxies lointaines. En règle générale, ils recherchent des sources de lumière qui émettent des ondes électromagnétiques. Observez l'effet des astronomes Doppler peut lorsque l'étoile tourne autour de son propre centre de masse et se déplace soit vers le sol. Ces changements de longueur d'onde peuvent être considérés comme des changements fins dans le spectre d'étoiles - les couleurs arc-en-ciel émises par la lumière.

Lorsqu'une étoile nous bouge, ses longueurs d'onde sont comprimées et le spectre acquiert une couleur bleuâtre. Quand une étoile est retirée de nous, son spectre brille rouge.

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La répartition des systèmes planétaires de la manière lactée de la représentation de l'artiste.

Afin d'observer la lueur rouge et bleue, les astronomes utilisent un spectrographe - une médaillé haute résolution, qui partage des ondes lumineuses entrantes sur différentes couleurs. Dans la couche externe de chaque étoile, il existe des atomes qui absorbent la lumière sur certaines longueurs d'onde et cette absorption se manifeste sous la forme de lignes sombres de différentes couleurs du spectre de l'étoile. Les chercheurs utilisent des décalages dans ces lignes comme des marqueurs pratiques pour mesurer les valeurs de l'effet Doppler.

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Il est impossible de ne pas noter que l'effet Doppler est utilisé non seulement en astronomie. Envoi de rayons radar dans l'atmosphère et étudier les changements de longueurs d'onde de rayons de retour, les météorologues recherchent de l'eau dans l'atmosphère. L'effet Doppler est également utilisé en médecine avec des échocardiogrammes qui envoient des rayons ultrasonores à travers le corps pour mesurer les changements dans le sang pour s'assurer que la vanne cardiaque fonctionne correctement ou pour diagnostiquer les maladies cardiovasculaires.

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