Tabla de Contenidos
Dopplereffekten är förändringen i en vågs frekvens när den uppfattas av en observatör som är i rörelse med avseende på källan som sänder ut vågen . Denna effekt översätts till en ökning av frekvensen (och en minskning av våglängden) när observatören närmar sig källan (eller källan närmar sig observatören) och en minskning av frekvensen när de rör sig bort från varandra.
Vi kan se denna effekt varje dag när vi observerar förändringen i tonhöjden i ljudet av en bil som närmar sig oss och sedan rör sig ifrån oss, till exempel i ett Formel 1-lopp. Ljudet är märkbart högre när bilen närmar sig oss än när den passerar framför och flyttar sig sedan bort.
Den förändring i ton som vi uppfattar kan vara det mest påtagliga exemplet på dopplereffekten i våra dagliga liv. Denna effekt gäller dock inte bara ljudvågor, utan alla typer av vågor, inklusive ljusvågor. Av denna anledning är Dopplereffekten av stor betydelse inom astronomi och många andra vetenskapliga discipliner.
Formel för dopplereffekt
Dopplereffekten kan skrivas i form av ett par ekvationer som relaterar den observerade frekvensen eller våglängden till källans. Dess tillämpning beror på om källan till vågorna och observatören rör sig mot eller bort från varandra.
När källan närmar sig betraktaren
I det här fallet är ekvationen eller formeln som ska användas:
I dessa ekvationer representerar f obs frekvensen som uppfattas av observatören; f source är frekvensen som källan avger; λ är våglängden; v är den hastighet med vilken vågen utbreder sig i mediet, och v -källan är den relativa hastighet med vilken källan närmar sig observatören.
Som man kan se förutspår ekvationerna att frekvensen som uppfattas av observatören kommer att öka när hastigheten med vilken källan närmar sig ökar, medan motsatsen inträffar med våglängden.
När källan rör sig bort från betraktaren
Dessa ekvationer är ekvivalenta med de föregående, med skillnaden mellan tecknet på källans hastighet:
Alla variabler är desamma som i föregående fall. Dessa ekvationer förutspår att frekvensen som uppfattas av observatören kommer att minska och våglängden kommer att öka när hastigheten med vilken källan går tillbaka ökar.
rödförskjutning eller rödförskjutning
Ljus beter sig som en elektromagnetisk våg som fortplantar sig i ett vakuum med en konstant hastighet på cirka 300 000 km/s. Det som avgör ljusets färg är dess våglängd eller dess frekvens. Synligt ljus med högre frekvens eller kortare våglängd är en färg mellan blått och violett, medan ljus med längre våglängd och därför lägre frekvens är rött.
När dopplereffekten uppstår när vi rör oss bort från en ljuskälla (eller när en ljuskälla rör sig bort från oss) uppfattar vi det ljuset med en lägre frekvens än den som källan avger. Denna variation i frekvens gör att färgen på ljuset som vi uppfattar är närmare rött än det var tidigare i spektrumet av synligt ljus. Av denna anledning kallas detta fenomen förskjutning eller rödförskjutning.
Som kan ses är rödförskjutning av stor relevans inom astronomi, eftersom dess kvantifiering tillåter oss att indirekt bestämma hastigheten med vilken andra himlakroppar rör sig bort från oss. Detta uppnås genom att bestämma frekvensförskjutningen i de atomära absorptionslinjerna för ljus från avlägsna stjärnor och nebulosor.
Det bör noteras att det faktum att det kallas en röd förskjutning inte betyder att ljuset i sig är rött, utan snarare att dess frekvens förskjutits i den riktning eller riktning i vilken frekvensen av den röda färgen finns i det elektromagnetiska spektrumet.
Blått skift eller skift
Blueshift är den motsatta effekten av rödförskjutning: det hänvisar till ökningen av frekvensen av en ljusvåg eller elektromagnetisk våg som sänds ut av en källa som närmar sig oss.
Effekten av förskjutning eller växling till det blå används till exempel i pistolhastighetsmätare som polisen använder för att bestämma hastigheten med vilken en bil rör sig, särskilt de som arbetar med LIDAR-teknik (system för mätning och detektering av föremål av laser).
Referenser
- Juano, A. et al (sf). Dopplereffekten och övergången till rött och blått . Hämtad från https://www.ucm.es/data/cont/docs/136-2015-01-27-El%20efecto%20Doppler.pdf
- Nuñez, O (sf). Dopplereffekt: rött och blått skift . Återställd från https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4424/doppler-effect-shift-toward-red-and-blue-
- Serway, RA, Beichner, RJ, & Jewett, JW (1999). Fysik: For Scientists and Engineers (Saunders Golden Sunburst Series) (5: e upplagan ). Philadelphia, PA: Saunders College Pub.
