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.
Кумулятивные снаряды предназначены для поражения бронированной техники
С появлением бронетехники между снарядами и толщиной брони возникла
В истории часто возникал массовый голод, вот самые известные случаи
Массовый голод это острая нехватка пищи, которая всегда приводит к увеличению смер
В 1960-м году в Москву был завезен вирус оспы, но эпидемию удалось предотвратить всего за 44 дня
Тревожных новостей в Интернете стало еще больше на
На этой неделе в Европе выявили более 100 случаев заболевания оспой обезьян.
Борьбу с натуральной оспой в ХХ веке можно сравнить с остросюжетным триллером с элемента
Российские боевые лазерные установки уже показали свою эффективность
Военные эксперты все чаще говорят о приближении эры оружия с новыми физическими принципам
Центр Млечного Пути одно из самых труднодоступных мест для астрономических наблюдений.
На протяжении многих лет ученые мечтали заглянуть в сердце Млечного Пут
Наша Вселенная может быть не плоской. Но при чем тут пончик?
Какая фор
Астрономы полагают, что Эарендель вскоре после рождения Вселенной, задолго до того, как Вселенная была заполнена тяжелыми элементами, образовавшимися в результате гибели массивных з
Сверхмассивные черные дыры при столкновении друг с другом ведут себя странно
Осенью 2017 года наши знания о Вселенной изменились навсегда. И хотя существо
Что ждет нас после смерти?
Мы часть Вселенной. И возможно появились здесь случайно. Все живые организмы на Земле развивались на протяжении миллиардов лет.
Главной целью телескопа Джеймс Уэбб станет наблюдение эпохи образования самых первых звезд и галактик.
Вселенная, как известно, расширяется с ускорением. Чтобы понять как и почему это происходит, ученые разработали несколько теорий, но отв
Где смотреть на лунное затмение 16 мая 2020 года? Давайте разбираться
Благодаря солнечным и лунным затмениям, а также многим другим
Ученые математическими методами выяснили, через сколько лет может состояться контакт с инопланетянами
По расчетам астрономов, во Вселенной сущес
Китай хочет создать на Луне систему спутниковой связи и навигации, но для чего?
Недавно, 24 апреля 2022 года, в Китае прошел национальн
Отправка спутников в космос стоит очень дорого, но есть фантастические альтернативы
Сегодня, чтобы отправить спутник или другой груз в космос, комп
Ученые заговорили б очередном опасном астероиде. Что о нем известно?
Аэрокосмическое агентство NASA старается следить за всеми ас
Мемы это не просто картинке в интернете. Мемы целая наука
Миром правят идеи. Они, словно вирусы, заражают мышление. В одной из своих лекций американский философ когни
В NASA
опубликовали звучание чёрной дыры в созвездии Персей
Космос тихое место. Отсутствие кислорода не позволяет звуковым волнам распространяться,
Бег это прекрасно, но он подходит далеко не всем
Любите ли вы спорт? Я, например, нет. И это расстраивает, так как физическая активность укрепляет здоровье, параллельн
Социологи предупреждают: наше восприятие скучных людей и скуки противоречиво но логично.
Все мы время от времени испытываем скуку. По мне
Депрессия затрудняет функционирование общества изо дня в день и мешает учебе, работе и отношениям.
Сегодня от депрессии страдает 5% взросло