Kaip doplerio efektas padeda mokytis visatos?

Anonim

1842, fizikas ir matematikas krikščionių dopleris nustatė, kad jei garso šaltinis ir stebėtojas juda, palyginti su kitais, garso dažnis suvokiamas stebėtojo nesutampa su garso šaltinio dažniu. Šiandien mes vadiname šį reiškinį "Dopler efektą" ir tai yra su savo pagalbos astronomai ieško egzoplans - pasaulių, kurie sukasi aplink kitas žvaigždes už mūsų saulės sistemos. 442 iš 473, šiandien žinomi exoplanetai buvo aptikti naudojant Doplerio efektą, kuriame aprašomi bet kokio tipo garso ar šviesos bangos dažnio, pagaminto judančiu šaltiniu, dažniu, palyginti su stebėtoju. Austrijos mokslininko XIX a. Austrijos mokslininko reiškinys yra neatskiriama šiuolaikinių teorijų apie mūsų visatos kilmę ir yra naudojama prognozuojant orą, studijuojant žvaigždžių judėjimą, taip pat širdies ir kraujagyslių ligų diagnostiką.

Kaip doplerio efektas padeda mokytis visatos? 13673_1
Doplerio efektas yra neatskiriama šiuolaikinių teorijų apie visatos pradžią.

Kas yra doplerio efektas?

Įsivaizduokite balną, kurio centre sėdi patenkintas vabalas. Kiekvieną kartą, kai jis sukrėtė savo kojų, jis sukuria trikdžius, kad juda palei vandenį. Jei šie sutrikimai atsiranda tam tikru momentu, jie bus platinami nuo šio taško visomis kryptimis. Kadangi kiekvienas pasipiktinimas juda toje pačioje aplinkoje, jie visi judės visomis tuo pačiu greičiu.

Vabzdžių kojų sukurtas modelis bus apskritimų serija, pasiekianti puddles kraštus su tuo pačiu dažniu. Stebėtojas a punkte (kairiajame krašte) pamatysite pasipiktinimą, sumušęs apie pudlių kraštą su tuo pačiu dažniu kaip stebėtojas taške (dešiniajame krašte). Tiesą sakant, dažnis, su kuriuo apskritimai pasiekia balų kraštus, bus toks pat, kaip dažnis, su kuriuo vabalas perkelia kojeles, mes jį apibrėžiame su dviem perkrovimais per sekundę.

Kaip doplerio efektas padeda mokytis visatos? 13673_2
Kūno ir antgalių kojų yra padengtos standžiais plaukais, kurie padeda jiems paslysti palei vandenį.

Dabar Tarkime, kad vabalas plaukioja prie stebėtojo B, gaminant perturgus su tuo pačiu dažniu. Kadangi vabzdžiai juda į dešinę, kiekvienas pasipiktinimas įvyksta arčiau stebėtojo ir toliau nuo stebėtojo A ir tinkamos, pasieks stebėtoją greičiau. Tuo pačiu metu, stebėtojas atrodytų, kad sutrikimo atvykimo dažnis yra didesnis nei dažnis, su kuriuo atsiranda šių sutrikimų; Stebėtojas A, priešingai, atrodo, kad sutrikimų dažnumas yra mažesnis nei iš tikrųjų. Šis pavyzdys, tikiuosi, iliustruoja Doplerio efektą.

Dar patrauklesni straipsniai apie fizinius atradimus, kuriuos pasaulis pasikeitė, skaityti mūsų kanale Yandex.dzen. Yra reguliariai skelbiami straipsniai, kurie nėra svetainėje!

Jei ne, pastebime, kad doplerio efektas gali būti stebimas bet kokio tipo bangų bangų, garso bangos, šviesos bangos ir pan. Įsivaizduokite, kad policijos automobilis juda susitikti su jumis. Kai automobilis artėja prie tave su alyvine, sirenų garsas tampa garsiau, bet tampa tyliau, kaip automobilis eina. Tai dar vienas doplerio poveikio pavyzdys - akivaizdus judančio šaltinio sukurto garso bangos dažnio pokytis.

Kaip veikia Doplerio efektas?

Doplerio efektas yra labai suinteresuotas astronomams, kurie naudoja informaciją apie elektromagnetinio bangų dažnio pamainą, pagamintą judančiomis žvaigždėmis mūsų galaktikoje ir už jos ribų. Tiesą sakant, mokslininkų prielaida, kad mūsų visata plečiasi su pagreitis, iš dalies grindžiama elektromagnetinių bangų, kuriuos skleidžia žvaigždės tolimose galaktikose stebėjimus. Taip pat galima nustatyti konkrečią informaciją apie žvaigždes galaktikų metu naudojant Doplerio efektą.

Šiuolaikiniai teleskopai leidžia astronomai studijuoti žvaigždes tolimose galaktikose. Paprastai jie ieško šviesos šaltinių, kurie skleidžia elektromagnetines bangas. Atkreipkite dėmesį į doplerio astronomų poveikį, kai žvaigždė sukasi aplink savo masės centrą ir juda į žemę arba iš jo. Šie bangos ilgio pamainos gali būti vertinamos kaip puikūs pokyčiai žvaigždės spektro - vaivorykštės spalvos skleidžiamos šviesos.

Kai žvaigždė juda mums, jo bangos ilgiai yra suslauti, o spektras įgyja melsvai spalvą. Kai žvaigždė pašalinama iš mūsų, jo spektras šviečia raudonai.

Kaip doplerio efektas padeda mokytis visatos? 13673_3
Planetų sistemų platinimas Paukščių būdu menininko atstovavimo.

Norint stebėti raudoną ir mėlyną švytėjimą, astronomai naudoja spektrografą - didelės skiriamosios gebos medalistą, kuris dalijasi įeinančiomis šviesos bangomis skirtingomis spalvomis. Kiekvienos žvaigždės išoriniame sluoksnyje yra atomai, kurie sugeria šviesą tam tikriems bangos ilgiams, ir ši absorbcija pasireiškia tamsiomis linijomis įvairiose žvaigždės spektro spalvose. Mokslininkai naudoja pamainas šiose eilutėse, nes patogūs žymekliai matuoti doplerio efekto vertes.

Taip pat žiūrėkite: Mandelos efektas - kodėl žmonės prisimena, kas nebuvo?

Neįmanoma pastebėti, kad doplerio efektas naudojamas ne tik astronomijoje. Siunčiant radaro spindulius į atmosferą ir studijuoti pokyčius bangos ilgio grąžinimo spindulių, meteorologai ieško vandens į atmosferą. Doplerio efektas taip pat naudojamas medicinoje su echokardiogramais, kurie siunčia ultragarsinius spindulius per kūną, kad matuotų kraujo pokyčius, kad širdies vožtuvas veiktų teisingai, arba diagnozuoti širdies ir kraujagyslių ligas.

Skaityti daugiau