Punaisen siirtymän ja Doppler-efektin välinen ero

Punasiirtäminen vs. Doppler-ilmiö

Doppler-efekti ja punasiirtymä ovat kaksi ilmiötä, joita havaitaan aalto-mekaniikan alalla. Molemmat näistä ilmiöistä johtuvat lähteen ja tarkkailijan välisestä suhteellisesta liikkeestä. Näiden ilmiöiden sovellukset ovat valtavat. Tällaiset kentät kuten tähtitiede, astrofysiikka, fysiikka ja tekniikka ja jopa liikenteenohjaus käyttävät näitä ilmiöitä. On elintärkeää, että punasiirtymästä ja Doppler-ilmiöstä saadaan oikea ymmärrys, jotta voimme menestyä aloilla, joilla on raskaita sovelluksia näihin ilmiöihin perustuen. Tässä artikkelissa aiomme keskustella Doppler-ilmiöstä ja Punasiirtymästä, niiden sovelluksista, punaisen siirtymän ja Doppler-efektin samankaltaisuuksista ja lopuksi Doppler-efektin ja punaisen siirtymän välisestä erotuksesta.

Doppler-ilmiö

Doppler-ilmiö on aaltoon liittyvä ilmiö. On olemassa muutamia termejä, jotka on määriteltävä Doppler-ilmiön selittämiseksi. Lähde on paikka, josta aalto tai signaali on peräisin. Tarkkailija on paikka, jossa signaali tai aalto vastaanotetaan. Viitekehys on liikkumaton kehys suhteessa väliaineeseen, jossa koko ilmiö havaitaan. Aallonopeus on aallon nopeus väliaineessa lähteeseen nähden.

Tapaus 1

Lähde on edelleen suhteessa viitekehykseen, ja tarkkailija liikkuu suhteellisen nopeuden V suhteessa lähteeseen lähteen suunnassa. Väliaineen aallonopeus on C. Tässä tapauksessa aallon suhteellinen nopeus on C + V. Aallon aallonpituus on V / f₀. Soveltamalla V = fλ järjestelmään, saadaan f = (C + V) f₀/ C. Jos tarkkailija siirtyy pois lähteestä, suhteellisesta aallonopeudesta tulee C-V.

Tapaus 2

Tarkkailija on edelleen suhteessa väliaineeseen, ja lähde liikkuu U: n suhteellisella nopeudella tarkkailijan suuntaan. Lähde emittoi taajuuden f aaltoja₀lähteeseen nähden. Väliaineen aallonopeus on C. Suhteellinen aallonopeus pysyy lämpötilassa C ja aallon aallonpituus muuttuu f₀ / C-U. Soveltamalla V = f λ järjestelmään, saadaan f = C f₀/ (C-U).

Tapaus 3

Sekä lähde että tarkkailija liikkuvat toisiaan kohti nopeuksilla U ja V väliaineen suhteen. Käyttämällä tapauksen 1 ja tapauksen 2 laskelmia saadaan havaittu taajuus muodossa f = (C + V) f₀/ (C-U).

Redshift

Punasiirtymä on aaltoon liittyviä ilmiöitä, joita havaitaan sähkömagneettisissa aalloissa. Tapauksessa, jossa tiettyjen spektriviivojen taajuudet tunnetaan, havaittuja spektriä voidaan verrata standardispektriin. Tähtiesineiden tapauksessa tämä on erittäin hyödyllinen menetelmä kohteen suhteellisen nopeuden laskemiseksi. Punasiirtymä on ilmiö, joka osoittaa spektriviivojen siirtymisen hieman sähkömagneettisen spektrin punaiselle puolelle. Tämä johtuu lähteistä, jotka siirtyvät pois tarkkailijasta. Punasiirteen vastine on bluessiirto, jonka aiheuttaa lähde, joka tulee kohti tarkkailijaa. Punavaihteessa aallonpituuseroa käytetään suhteellisen nopeuden mittaamiseen.