Эффект Доплера является неотъемлемой частью современных теорий о начале Вселенной.
В 1842 году физик и математик Кристиан Доплер обнаружил, что если источник звука и наблюдатель движутся друг относительно друга, частота звука, воспринимаемого наблюдателем, не совпадает с частотой источника звука. Сегодня мы называем это явление «эффектом Доплера» и именно с его помощью астрономы ищут экзопланеты миры, которые вращаются вокруг других звезд за пределами нашей Солнечной системы. 442 из 473 известных на сегодняшний день экзопланет были обнаружены с помощью эффекта Доплера, который описывает изменения частоты любого вида звуковой или световой волны, производимой движущимся источником относительно наблюдателя. Явление, открытое австрийским ученым в 19 веке является неотъемлемой частью современных теорий о происхождении нашей Вселенной и используется при прогнозировании погоды, изучении движения звезд, а также в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний.
Представьте себе лужу, в центре которой сидит довольный жук. Каждый раз, когда он встряхивает лапками, он создает помехи, которые перемещаются по воде. Если эти возмущения возникают в какой-то точке, то будут распространяться из этой точки во всех направлениях. Поскольку каждое возмущение движется в одной и той же среде, все они будут двигаться во всех направлениях с одинаковой скоростью.
Узор, создаваемый лапками жука, будет представлять собой серию кругов, достигающих краев лужи с одинаковой частотой. Наблюдатель в точке А (левый край лужи) увидит возмущения, бьющиеся о край лужи с той же частотой, что и наблюдатель в точке В (правый край лужи). На самом деле частота, с которой круги достигают края лужи, будет такой же, как частота, с которой жук шевелит лапками, определим ее двумя возмущениями в секунду.
Тело и кончики ног водомерок покрыты жесткими волосками, которые помогают им скользить по воде.
Теперь предположим, что жук плывет к наблюдателю В, производя возмущения с той же частотой. Поскольку насекомое движется вправо, каждое возмущение возникает ближе к наблюдателю В и дальше от наблюдателя А и, соотвественно, достигнет наблюдателя В быстрее. При этом наблюдателю В будет казаться, что частота прихода возмущений выше, чем частота, с которой эти возмущения возникают; наблюдателю А, напротив, покажется, что частота возмущений ниже, чем на самом деле. Этот пример, надеемся, неплохо иллюстрирует эффект Доплера.
Еще больше увлекательных статей о физических открытиях,
которые изменили мир, читайте на нашем канале
в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на
сайте!
Если нет, то отметим, что эффект Доплера можно наблюдать для любого типа волны волны воды, звуковой волны, световой волны и так далее. Представьте, что вам навстречу движется полицейская машина. Когда автомобиль приближается к вам с включенной сиреной, звук сирены становится громче, но становится тише, по мере того, как машина проезжает мимо. Это еще один пример эффекта Доплера явного сдвига частоты звуковой волны, создаваемой движущимся источником.
Эффект Доплера представляет большой интерес для астрономов, которые используют информацию о сдвиге частоты электромагнитных волн, производимых движущимися звездами в нашей галактике и за ее пределами. На самом деле предположение исследователей о том, что наша Вселенная расширяется с ускорением, частично основано на наблюдениях электромагнитных волн, испускаемых звездами в далеких галактиках. Определить специфическую информацию о звездах внутри галактик также можно с помощью эффекта Доплера.
Современные телескопы позволяют астрономам изучать звезды в далеких галактиках. Как правило, они ищут источники света, которые испускают электромагнитные волны. Наблюдать эффект Доплера астрономы могут, когда звезда вращается вокруг собственного центра масс и движется либо по направлению к Земле либо от нее. Эти сдвиги длины волны можно увидеть в виде тонких изменений в спектре звезды радуги цветов, испускаемых светом.
Когда звезда движется к нам, ее длины волн сжимаются, и
спектр приобретает голубоватый цвет. Когда звезда удаляется от нас,
ее спектр светится красным.
Распространtнность планетных систем в Млечном Пути в представлении художника.
Чтобы наблюдать красное и синие свечение, астрономы используют спектрограф призмообразный прибор высокого разрешения, который разделяет входящие световые волны на различные цвета. Во внешнем слое каждой звезды есть атомы, которые поглощают свет на определенных длинах волн, и это поглощение проявляется в виде темных линий в различных цветах спектра звезды. Исследователи используют сдвиги в этих линиях как удобные маркеры для измерения величины эффекта Доплера.
Читайте также:
Эффект Манделы почему люди помнят то, чего не было?
Нельзя не отметить, что эффект Доплера используют не только в астрономии. Посылая радиолокационные лучи в атмосферу и изучая изменения длин волн возвращающихся лучей, метеорологи ищут воду в атмосфере. Эффект Доплера также используется в медицине с эхокардиограммами, которые посылают ультразвуковые лучи через тело для измерения изменений в кровотоке, чтобы убедиться, что сердечный клапан работает правильно, или для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Об атмосфере существует много малоизвестных фактов, которые вызывают удивление
Атмосфера это газовая оболочка, которая окружает нашу Землю. Она простирается от поверхности планеты и до самого космоса, но что самое интересное, она вращается с Зе
Кошки штата Вайоминг стали распространителями чумы
В июне 1894 года француз Александр Йерсен и японец Китасато Сибасабуро узнали о существовании чумной палочки (Yersinia pestis), которая является возбудителем чумы. Самыми ра
Массовое выращивание кукурузы приводит к уничтожению лугов во всем мире
Когда речь заходит о луге, перед глазами возникает бескрайний зеленый ковер, густой аромат душистых трав, бабочки, порхающие над цветами и щебетание луговых птиц. Возникает
Мы можем оставить после себя нечто большое, чем просто ДНК
Представьте, что через месяц наступит конец света. Причиной тому послужит неизбежное падение астероида, подобного тому, что погубил динозавров. Что вы будете делать? Как прове
След ДНК способен ввести криминалистов в заблуждение, так как может появиться из воздуха
Метод идентификации личности п
Ученые ни разу не находили одежду древних людей, потому что она уже давно разложилась
Одним из главных достижений человечества, наравне с созданием орудий труда, является изобретение одежды. Благодаря ей наши далекие предки смо
Исследователи создали целую виртуальную Вселенную, и ее можно скачать
Астрономия, будучи наукой, изучающей Вселенную, способна поразить вообр
Наш мир намного больше и сложнее, чем мы можем себе представить. Но шанс разгадать фундаментальные тайны Вселенной у нас есть.
Физическая реальность может быть гораздо более обширной, чем просто участок пространства времени, который мы
С помощью процесса Брейта-Уилера чистый
свет потенциально можно преобразовать в материю.
«Мы живем на ничем не примечательной планете, которая вращается вокруг ничем не примечательной звезды. Но у нас есть шанс познать Вселенную», так г
Жизнь в Млечном Пути точно есть? Можно ли это узнать?
Пока население планеты растет, а миллиардеры реализуют планы по колонизации других миров (когда нас будет 11 миллиардов, а по оценкам это произойдет уже к 2100 году, не все захотят те
Сотни загадочных быстрых радиовсплесков были обнаружены в космосе благодаря канадскому телескопу и международной группе исследователей.
Впервые быстро исчезающие радиовсплески ученые наблюдали еще в 2007 году. Последующее десятилетия иссле
В будущем люди будут добывать полезные ископаемые на Луне. С каждым годом в это верится все больше
На нашей планете очень мало редкоземельных металлов, которые используются в машиностроении, атомной технике и так далее. Но зато и
Плутон может стать последней обитаемой планетой Солнечной системы
Плутон объект солнечной системы, который вплоть до 2006 года считался полноценной планетой, но в 2006 году была лишен этого статуса. К слову, ученые до сих пор спорят на
Вспышка от упавшего на поверхность Юпитера объекта
Юпитер является самой большой планетой Солнечной системы и известна людям с очень давних времен. На ней регулярно происходят штормы, грозы, а также полярные сияния, которые по масшт
Момент запуска ракеты-носителя Falcon 9 с астронавтами-любителями
Ночью 16 сентября SpaceX успешно запустила в космос не профессиональных космонавтов, а обычных космических туристов. Ими стали бизнесмен Джаред Айзекман, сотру
Марс самая изученная после Земли планета Солнечной системы
Марс четвертая по удаленности планета от солнца, безжизненная, пустынная и холодная. Однако, вполне возможно, что в скором будущем она станет для людей
Ученые придумали способ, как заставить иммунную систему уничтожать раковые опухоли
Иммунитет человека устроен так, что замечает неправильные молекулы, которые не должны быть в организме, и уничтожает их. К таким молекулам относятся вирусы, а так
След ДНК способен ввести криминалистов в заблуждение, так как может появиться из воздуха
Метод идентификации личности п
Прогноз развития шизофрении по анализу ДНК оказался неэффективным
Шизофрения тяжелое психическое заболевание, которое сопровождается раздвоением интеллектуальной и эмоциональной-волевой функции. Люди с этим заболеванием неспособны адекватно
Ученые воссоздали внешний вид Эци, человека, который жил более 5000 лет назад
Тридцать лет назад в Эцтальских Альпах была обнаружена ледяная мумия человека, убитого примерно 5000 лет назад. Обледеневшие останки отлично сохранились естественным образо
Первые земледельцы смогли выжить благодаря сниженному иммунитету
Как известно, первые люди долгое время промышляли охотой и собирательством диких ягод и фруктов. Поэтому серьезным шагом в развитии человечества стал переход к сельскому хо
