Paano nakatutulong ang epekto ng Doppler upang pag-aralan ang uniberso?

Anonim

Noong 1842, natagpuan ng physicist at mathematician na si Christian Doppler na kung ang source source at tagamasid ay naglilipat sa bawat isa, ang dalas ng tunog na nakikita ng tagamasid ay hindi tumutugma sa dalas ng pinagmulan ng tunog. Ngayon tawag namin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito "Doppler effect" at ito ay sa tulong nito astronomo ay naghahanap para sa Exoplans - mundo na paikutin sa paligid ng iba pang mga bituin sa labas ng aming solar system. 442 ng 473, ang mga exoplanet na kilala ngayon ay nakita gamit ang Doppler effect, na naglalarawan ng mga pagbabago sa dalas ng anumang uri ng tunog o liwanag na alon na ginawa ng isang gumagalaw na mapagkukunan na may kamag-anak sa tagamasid. Ang kababalaghan na binuksan ng siyentipikong Austrian noong ika-19 na siglo ay isang mahalagang bahagi ng mga modernong teorya tungkol sa pinagmulan ng ating uniberso at ginagamit sa paghula ng panahon, pag-aaral ng paggalaw ng mga bituin, gayundin sa pagsusuri ng mga sakit sa cardiovascular.

Paano nakatutulong ang epekto ng Doppler upang pag-aralan ang uniberso? 13673_1
Ang epekto ng Doppler ay isang mahalagang bahagi ng mga modernong teorya tungkol sa simula ng uniberso.

Ano ang epekto ng doppler?

Isipin ang isang puddle, sa gitna na nakaupo sa isang nasisiyahang salaginto. Sa bawat oras na siya shakes kanyang paws, ito ay lumilikha ng panghihimasok na lumipat sa kahabaan ng tubig. Kung ang mga perturbations na ito ay nangyari sa isang punto, sila ay ipamamahagi mula sa puntong ito sa lahat ng mga direksyon. Dahil ang bawat galit ay gumagalaw sa parehong kapaligiran, lahat sila ay lilipat sa lahat ng direksyon sa parehong bilis.

Ang pattern na nilikha ng mga paws beetle ay magiging isang serye ng mga lupon na umaabot sa mga gilid ng mga puddles na may parehong dalas. Ang tagamasid sa punto A (ang kaliwang gilid ng puddles) ay makakakita ng galit, pagkatalo tungkol sa gilid ng mga puddles na may parehong dalas bilang tagamasid sa punto sa (ang kanang gilid ng puddles). Sa katunayan, ang dalas na kung saan ang mga lupon na umaabot sa mga gilid ng mga puddles ay magiging katulad ng dalas na kung saan ang beetle ay gumagalaw sa mga paa, tutukuyin namin ito sa dalawang perturbations bawat segundo.

Paano nakatutulong ang epekto ng Doppler upang pag-aralan ang uniberso? 13673_2
Ang katawan at mga tip ng mga binti ay natatakpan ng matibay na buhok na tumutulong sa kanila na mag-slide kasama ang tubig.

Ngayon ipagpalagay na ang beetle sails sa tagamasid B, paggawa ng perturbations na may parehong dalas. Dahil ang insekto ay gumagalaw sa kanan, ang bawat galit ay nangyayari nang mas malapit sa tagamasid sa at higit pa mula sa tagamasid A at, naaangkop, ay maaabot ang tagamasid nang mas mabilis. Kasabay nito, ang tagamasid ay tila na ang dalas ng pagdating ng perturbation ay mas mataas kaysa sa dalas na kung saan lumitaw ang mga perturbations; Observer A, sa kabilang banda, ito ay tila na ang dalas ng perturbations ay mas mababa kaysa sa katunayan. Ang halimbawang ito, sana ay naglalarawan ng epekto ng Doppler.

Kahit na mas kamangha-manghang mga artikulo sa mga pisikal na pagtuklas na binago ng mundo, basahin sa aming channel sa Yandex.Dzen. May mga regular na nai-publish na mga artikulo na wala sa site!

Kung hindi, tandaan namin na ang epekto ng Doppler ay maaaring sundin para sa anumang uri ng alon - tubig waves, tunog alon, liwanag wave at iba pa. Isipin na ang pulisya ay gumagalaw upang makilala ka. Kapag ang kotse ay nalalapit sa iyo ng isang lilac, ang tunog ng mga sirena ay nagiging mas malakas, ngunit nagiging mas tahimik, habang ang kotse ay dumadaan. Ito ay isa pang halimbawa ng epekto ng Doppler - isang malinaw na paglilipat ng dalas ng tunog ng alon na nilikha ng isang gumagalaw na pinagmulan.

Paano gumagana ang epekto ng Doppler?

Ang Doppler effect ay may malaking interes sa mga astronomo na gumagamit ng impormasyon tungkol sa paglilipat ng electromagnetic wave frequency na ginawa ng paglipat ng mga bituin sa aming kalawakan at higit pa. Sa katunayan, ang palagay ng mga mananaliksik na pinalalawak ng ating uniberso sa acceleration, bahagyang batay sa mga obserbasyon ng mga electromagnetic waves na ibinubuga ng mga bituin sa malayong mga kalawakan. Posible rin upang matukoy ang tiyak na impormasyon tungkol sa mga bituin sa loob ng mga kalawakan gamit ang epekto ng Doppler.

Pinapayagan ng mga modernong teleskopyo ang mga astronomo na pag-aralan ang mga bituin sa malayong mga kalawakan. Bilang isang panuntunan, hinahanap nila ang mga mapagkukunan ng liwanag na naglalabas ng mga electromagnetic wave. Obserbahan ang epekto ng mga astronomo ng Doppler kapag ang bituin ay umiikot sa sarili nitong sentro ng masa at gumagalaw sa lupa o mula dito. Ang mga wavelength shift na ito ay makikita bilang magagandang pagbabago sa Star Spectrum - mga kulay ng bahaghari na ibinubuga ng liwanag.

Kapag ang isang bituin ay gumagalaw sa amin, ang mga wavelength nito ay naka-compress, at ang spectrum ay nakakakuha ng isang bluish na kulay. Kapag ang isang bituin ay inalis mula sa amin, ang spectrum nito glows pula.

Paano nakatutulong ang epekto ng Doppler upang pag-aralan ang uniberso? 13673_3
Ang pamamahagi ng mga planetary system sa Milky Way sa representasyon ng artist.

Upang obserbahan ang pula at asul na glow, ang mga astronomo ay gumagamit ng isang spectrograph - isang high-resolution medalist, na nagbabahagi ng mga papasok na ilaw na alon sa iba't ibang kulay. Sa panlabas na layer ng bawat bituin may mga atoms na sumipsip ng liwanag sa ilang mga wavelength, at ang pagsipsip na ito ay ipinakita sa anyo ng mga madilim na linya sa iba't ibang kulay ng spectrum ng bituin. Ang mga mananaliksik ay gumagamit ng mga shift sa mga linyang ito bilang maginhawang marker upang masukat ang mga halaga ng epekto ng Doppler.

Tingnan din ang: Mandela's effect - Bakit naaalala ng mga tao kung ano ang hindi?

Imposibleng huwag pansinin na ang epekto ng Doppler ay hindi lamang sa astronomiya. Ang pagpapadala ng Radar rays sa kapaligiran at pag-aaral ng mga pagbabago sa mga wavelength ng return rays, ang mga meteorologist ay naghahanap ng tubig sa kapaligiran. Ang epekto ng Doppler ay ginagamit din sa gamot na may mga echocardiograms na nagpapadala ng mga ultrasonic ray sa pamamagitan ng katawan upang sukatin ang mga pagbabago sa daluyan ng dugo upang matiyak na ang balbula ng puso ay gumagana nang tama, o upang masuri ang mga sakit sa cardiovascular.

Magbasa pa