כיצד משפיע אפקט דופלר ללמוד את היקום?

Anonim

בשנת 1842, הפיזיקאי והמתמטיקאי נוצרי דופלר מצאו כי אם מקור הצליל ואת הצופה עוברים יחסית זה לזה, תדר הקול נתפס על ידי הצופה אינו עולה בקנה אחד עם תדירות מקור הצליל. היום אנחנו קוראים לזה תופעה "אפקט דופלר" וזה עם אסטרונומים העזרה שלה מחפשים exoplans - עולמות לסובב סביב כוכבים אחרים מחוץ למערכת השמש שלנו. 442 מתוך 473, הוזכרו היום ידועים כיום באמצעות אפקט דופלר, המתאר שינויים בתדירות כל סוג של צליל או גל קל המיוצר על ידי מקור נעים ביחס לצופה. התופעה שנפתחה על ידי המדען האוסטרי במאה ה -19 היא חלק בלתי נפרד מהתיאוריות המודרניות על מוצאם של היקום שלנו ומשמש לחיזוי מזג האוויר, לומד את תנועת הכוכבים, כמו גם באבחון של מחלות לב וכלי דם.

כיצד משפיע אפקט דופלר ללמוד את היקום? 13673_1
אפקט דופלר הוא חלק בלתי נפרד מהתיאוריות המודרניות על תחילת היקום.

מהו אפקט דופלר?

תארו לעצמכם שלולית, במרכז אשר יושב חיפושית מרוצה. בכל פעם שהוא מנענע את כפותיו, הוא יוצר התערבות שנעבור לאורך המים. אם ההפרעות האלה מתרחשות בשלב מסוים, הן יחולקו מנקודה זו לכל הכיוונים. מכיוון שכל זעם זעם באותה סביבה, כולם יעברו לכל הכיוונים באותה מהירות.

הדפוס שנוצר על ידי חבורות חיפושיות יהיה סדרה של מעגלים להגיע לקצוות שלוליות עם אותה תדירות. הצופה בנקודה א '(הקצה השמאלי של השולוליות) יראה זעם, מכים בקצה שלוליות עם אותה תדירות כמו הצופה בנקודה (הקצה הימני של שלוליות). למעשה, התדירות שבה מגיע המעגלים הקצוות של שלוליות יהיה זהה לתדירות שבה החיפושית מזיזה את הכפות, אנו מוגדר אותו עם שתי הפרעות לשנייה.

כיצד משפיע אפקט דופלר ללמוד את היקום? 13673_2
הגוף וטיפים של הרגליים מכוסים בשערות נוקשות המסייעים להם להחליק לאורך המים.

עכשיו נניח כי חיפושיות מפרשים אל הצופה B, לייצר הפרעות עם אותה תדירות. מאחר שהחרק נע מימין, כל זעם מתרחש קרוב יותר אל הצופה פנימה ועוד מן הצופה א ', מתאים, יגיע הצופה מהר יותר. במקביל, הצופה נראה כי תדירות ההוצאה של ההפרעה גבוהה יותר מאשר התדירות שבה נובעים הפרעות אלה; משקיף א, להיפך, נראה כי תדירות הפרעות היא נמוכה יותר מאשר למעשה. דוגמה זו, בתקווה ממחישה את אפקט דופלר.

מאמרים מרתקים עוד יותר על התגליות הפיזיות שהעולם השתנה, קרא בערוץ שלנו ב- Yandex.dzen. ישנם מאמרים שפורסמו באופן קבוע שאינם באתר!

אם לא, אנו מציינים כי אפקט doppler ניתן לראות עבור כל סוג של גלי מים גל, גל קול, גל קל וכן הלאה. תארו לעצמכם כי המכונית המשטרה נע כדי לפגוש אותך. כשהמכונית מתקרבת אליך עם לילך, קול הצופרים הופך להיות בקול רם יותר, אבל נעשה שקט יותר, כמו המכונית עוברת על ידי. זוהי דוגמה נוספת להשפעת דופלר - שינוי ברור של תדר גל הקול שנוצר על ידי מקור נעים.

כיצד פועלת אפקט דופלר?

אפקט דופלר הוא עניין רב אסטרונומים המשתמשים במידע על המשמרת תדר הגל האלקטרומגנטי המיוצר על ידי כוכבים נעים בגלקסיה שלנו ומעבר לו. למעשה, ההנחה של חוקרים כי היקום שלנו מתרחב עם האצה, על פי התצפיות על גלים אלקטרומגנטיים הנפלטים על ידי הכוכבים בגלקסיות רחוקות. כמו כן ניתן לקבוע מידע ספציפי על הכוכבים בתוך הגלקסיות באמצעות אפקט דופלר.

טלסקופים מודרניים מאפשרים לאסטרונומים ללמוד את הכוכבים בגלקסיות רחוקות. ככלל, הם מחפשים מקורות של אור פולטים גלים אלקטרומגנטיים. לבחון את ההשפעה של אסטרונומים דופלר יכול כאשר הכוכב מסתובב סביב מרכז שלה של מסה ומהלכים או כלפי הקרקע או ממנו. אלה משמרות גל ניתן לראות שינויים עדינים בספקטרום כוכב - צבעי הקשת הנפלטים על ידי אור.

כאשר כוכב עובר לנו, אורכי הגל שלה הם דחוסים, ואת הספקטרום רוכש צבע כחלחל. כאשר כוכב מוסר מאיתנו, הספקטרום שלה זוהר אדום.

כיצד משפיע אפקט דופלר ללמוד את היקום? 13673_3
התפלגות מערכות הפלנטריות שבדרך החלב בייצוג האמן.

כדי לבחון את הזוהר האדום והחוויר, אסטרונומים משתמשים בספקטרוגרף - מדליסט ברזולוציה גבוהה, המשתרעת גלי אור נכנסות בצבעים שונים. בשכבה החיצונית של כל כוכב יש אטומים שספלים אור על אורכי גל מסוימים, וקליטה זו מתבטאת בצורה של קווים כהים בצבעים שונים של הספקטרום של הכוכב. החוקרים משתמשים במשמרות בשורות אלה כנדרות נוחות כדי למדוד את ערכי אפקט דופלר.

ראה גם: אפקט של מנדלה - למה אנשים זוכרים מה לא?

זה בלתי אפשרי לא לציין כי אפקט doppler משמש לא רק באסטרונומיה. שליחת קרני מכ"ם לתוך האטמוספירה ולומד שינויים באורכי גל של קרני תשואה, מטאורולוגים מחפשים מים באטמוספרה. אפקט דופלר משמש גם ברפואה עם echocardiograms לשלוח קרניים אולטראסוניות דרך הגוף כדי למדוד שינויים בדם כדי לוודא כי שסתום הלב עובד כראוי, או לאבחן מחלות לב וכלי דם.

קרא עוד