Колебания и волны. Геометрическая и волновая оптика. Кузнецов С.И. - 61 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

61
дикулярно линии наблюдения (например источник движется по окруж-
ности, приемник в центре):
0
22
0
ν/υ1νν <−= c . (5.7.10)
Поперечный эффект Доплера необъясним в классической физике.
Он представляет чисто релятивистский эффект.
Как видно из формулы (5.7.10), поперечный эффект пропорциона-
лен отношению
22
/
υ
c , следовательно он значительно слабее продоль-
ного, который пропорционален
c
/
υ
(5.7.9).
В общем случае вектор относительной скорости можно разложить
на составляющие: одна обеспечивает продольный эффект, другая – по-
перечный.
Существование поперечного эффекта Доплера следует непосредст-
венно из замедления времени в движущихся системах отсчета.
Впервые экспериментальная проверка существования эффекта До-
плера и правильности релятивистской формулы (5.7.7) была осуществ-
лена американскими физиками Г. Айвсом и
Д. Стилуэллом в 30-х гг.
Они с помощью спектрографа исследовали излучение атомов водорода,
разогнанных до скоростей
6
102
⋅
м/с. В 1938 г. результаты были опуб-
ликованы. Резюме: поперечный эффект Доплера наблюдался в полном
соответствии с релятивистскими преобразованиями частоты (спектр из-
лучения атомов оказался сдвинут в низкочастотную область); вывод о
замедлении времени в движущихся инерциальных системах отсчета
подтвержден.
Эффект Доплера нашел широкое применение в науке и технике.
Особенно большую
роль это явление играет в астрофизике. На основа-
нии доплеровского смещения линий поглощения в спектрах звезд и ту-
манностей можно определять лучевые скорости θcos'
υ
этих объектов
по отношению к Земле: при
c
<
<
υ
по формуле (5.7.6)
c)ν/ν1(θcos'υ
0
−
≈
. (5.7.11)
Американский астроном Э. Хаббл обнаружил в 1929 г. явление, по-
лучившее название
космологического красного смещения и состоящее
в том, что линии в спектрах излучения внегалактических объектов сме-
щены в сторону меньших частот (больших длин волн). Оказалось, что
для каждого объекта относительное смещение частоты
00
ν/)νν( −=z
(
0
ν – частота линии в спектре неподвижного источника, ν – наблюдае-
мая частота) совершенно одинаково по всем частотам. Космологическое
красное смещение есть не что иное, как эффект Доплера. Оно свиде-
тельствует о том, что Метагалактика расширяется, так что внегалакти-
ческие объекты удаляются от нашей Галактики.

Страницы