Różnica między Redshift a efektem Dopplera

Redshift vs efekt Dopplera

Efekt Dopplera i przesunięcie ku czerwieni to dwa zjawiska obserwowane w dziedzinie mechaniki fal. Oba te zjawiska zachodzą z powodu względnego ruchu między źródłem a obserwatorem. Zastosowania tych zjawisk są ogromne. Dziedziny takie jak astronomia, astrofizyka, fizyka i inżynieria, a nawet kontrola ruchu wykorzystują te zjawiska. Niezbędne jest właściwe zrozumienie przesunięcia ku czerwieni i efektu Dopplera, aby osiągać doskonałe wyniki w dziedzinach, które mają duże zastosowania w oparciu o te zjawiska. W tym artykule omówimy efekt Dopplera i przesunięcie ku czerwieni, ich zastosowania, podobieństwa między przesunięciem ku czerwieni a efektem Dopplera, a na koniec różnicę między efektem Dopplera i przesunięciem czerwieni.

Efekt Dopplera

Efekt Dopplera jest zjawiskiem związanym z falą. Istnieje kilka terminów, które należało zdefiniować w celu wyjaśnienia efektu Dopplera. Źródło to miejsce, z którego pochodzi fala lub sygnał. Obserwator to miejsce, w którym odbierany jest sygnał lub fala. Ramą odniesienia jest nieruchoma ramka w odniesieniu do ośrodka, w którym obserwuje się całe zjawisko. Prędkość fali to prędkość fali w ośrodku w stosunku do źródła.

Przypadek 1

Źródło wciąż znajduje się w odniesieniu do układu odniesienia, a obserwator porusza się z prędkością względną V względem źródła w kierunku źródła. Prędkość fali ośrodka wynosi C. W tym przypadku prędkość względna fali wynosi C + V. Długość fali fali wynosi V / f₀. Stosując V = fλ do układu, otrzymujemy f = (C + V) f₀/ C. Jeśli obserwator oddala się od źródła, względna prędkość fali staje się C-V.

Przypadek 2

Obserwator jest nadal względem medium, a źródło porusza się ze względną prędkością U w kierunku obserwatora. Źródło emituje fale o częstotliwości f₀w odniesieniu do źródła. Prędkość fali ośrodka wynosi C. Względna prędkość fali pozostaje na C, a długość fali fali staje się f₀ / C-U. Stosując V = f λ do układu, otrzymujemy f = C f₀/ (C-U).

Przypadek 3

Zarówno źródło, jak i obserwator poruszają się ku sobie z prędkościami U i V względem medium. Korzystając z obliczeń w przypadku 1 i przypadku 2, otrzymujemy obserwowaną częstotliwość jako f = (C + V) f₀/ (C-U).

Przesunięcie ku czerwieni

Przesunięcie ku czerwieni to zjawisko związane z falą obserwowane w falach elektromagnetycznych. W przypadku, gdy znane są częstotliwości niektórych linii widmowych, zaobserwowane widma można porównać do widm standardowych. W przypadku obiektów gwiezdnych jest to bardzo przydatna metoda obliczania prędkości względnej obiektu. Przesunięcie ku czerwieni to zjawisko nieznacznego przesunięcia linii widmowych na czerwoną stronę widma elektromagnetycznego. Jest to spowodowane oddalaniem się źródeł od obserwatora. Odpowiednikiem przesunięcia ku czerwieni jest przesunięcie niebieskiego, które jest powodowane przez źródło zbliżające się do obserwatora. W przesunięciu ku czerwieni różnica długości fali jest używana do pomiaru prędkości względnej.