Doppler, ηλεκτρομαγνητικά κύματα και μερικές εφαρμογές τους!

Σχετικά έγγραφα
ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER

Φυσικό Τμήμα Παν/μιο Ιωαννίνων - Ειδική Σχετικότητα - Λυμένα Προβλήματα - ΙII

Θεωρία Κεφάλαιο 4 ο Γ Λυκείου Doppler

ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου. (Κλασική θεώρηση) αφού σύμφωνα με τα πειράματα Mickelson-Morley είναι c =c.

Εργαστήριο Yπολογισμός της ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος, της ηλικίας του καθώς και της απόστασης μερικών κοντινών γαλαξιών.

Ερωτήσεις στο φαινόµενο Doppler

Ε Θ Ν Ι Κ Ο Μ Ε Τ Σ Ο Β Ι Ο Π Ο Λ Υ Τ Ε Χ Ν Ε Ι Ο Τ Ο Μ Ε Α Σ Φ Υ Σ Ι Κ Η Σ

Ερευνητική Εργασία με θέμα: «Ερευνώντας τα χρονικά μυστικά του Σύμπαντος»

Κεφάλαιο 5 : Το φαινόμενο Doppler. Διαστήματα, χωρόχρονος και κοσμικές γραμμές.

Φαινόμενο Doppler Α. ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER ΓΙΑ ΤΑ ΑΚΟΥΣΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. α) Πηγή (S) ακίνητη - Παρατηρητής (Ο) κινούμενος. S(u s =0) u o O x.

ΚΥΜΑΤΙΚΗ - ΟΠΤΙΚΗ 148

Φαινόμενο Doppler (Γ. Μ.) Φαινόμενο Doppler. Φαινόμενο Doppler είναι η διαφορά των συχνοτήτων που μετρούν οι παρατηρητές

3α. ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗ ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ «ΠΑΡΑ ΟΞΑ» ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 4, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων Η Αρχές της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας και οι μετασχηματισμοί του Lorentz

Απόδειξη της σχέσης των ηχητικών συχνοτήτων στο φαινόμενο Doppler ( * )

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ : ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΤΜΗΜΑ:. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPLER ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ.. ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ

Φυσικό Τμήμα Παν/μιο Ιωαννίνων - Ειδική Σχετικότητα - Λυμένα Προβλήματα - ΙI

πλάτος που διαμορφώνεται από τον όρο του ημιτόνου με

Τίτλος Διδακτικού Σεναρίου: «[Το φαινόμενο Doppler]»

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Μερικές αποστάσεις σε έτη φωτός: Το φως χρειάζεται 8,3 λεπτά να φτάσει από τον Ήλιο στη Γη (απόσταση που είναι περίπου δεκάξι εκατομμυριοστά του

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1 4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση

Κεφάλαιο 2 : Η Αρχή της Σχετικότητας του Einstein.

Ηλεκτρομαγνητικά Διαδίδονται στο κενό

"Στην αρχή το φως και η πρώτη ώρα που τα χείλη ακόμα στον πηλό δοκιμάζουν τα πράγματα του κόσμου." (Οδυσσέας Ελύτης)

Το φαινόμενο Doppler

Στοιχεία της θεωρίας της Σχετικότητας. Άλμπερτ Αϊνστάιν 1905

ΑΣΚΗΣΗ 10. Η σταθερά του Hubble: µέτρηση αποστάσεων γαλαξιών

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 12, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων Διαγράμματα Minkowski

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Φαινόμενο Doppler. Ο ήχος παράγεται από σώματα που εκτελούν μηχανικές ταλαντώσεις (δονήσεις), και επομένως χαρακτηρίζεται ως διαμήκες μηχανικό κύμα.

ΟΠΤΙΚΗ ΦΩΤΟΜΕΤΡΙΑ. Φως... Φωτομετρικά μεγέθη - μονάδες Νόμοι Φωτισμού

Εισαγωγή στη Σχετικότητα και την Κοσμολογία ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (14)

The 38 th International Physics Olympiad Iran Theory Competition Sunday, 15 July 2007

N t. N t ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Πριν τον Αινστάιν. Νόμος του Νεύτωνα. Σχετικότητα στη Μηχανική. Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου. Αδρανειακά Συστήματα.

Η έννοια κύμα, οι μετασχηματισμοί Γαλιλαίου και το φαινόμενο Doppler.

ΘΕΜΑ Α : α V/m β V/m γ V/m δ V/m

Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων, Ειδική Σχετικότητα, Διάλεξη 5 Οι Μετασχηματισμοί του Lorentz και η Συστολή του μήκους

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Γ.Κονδύλη 1 & Όθωνος-Μ αρούσι Τ ηλ. Κέντρο: , /

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

5 Σχετικιστική μάζα. Στο Σ Πριν Μετά. Στο Σ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 04 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3 ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ ΤΑΞΗ ΤΜΗΜΑ ΗΜ/ΝΙΑ ΚΥΡΙΑΚΗ 11/3/2012 ΧΡΟΝΟΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 10:30-13:30

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

Δίνεται η ταχύτητα του ήχου στον αέρα. [705,5Hz, 714Hz, 336/697,2m, 332/697,2m, 709,75Hz, 8,5Hz]

ΟΕΦΕ 2009 Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 05 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3 ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) U β A

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου ΓΡΑΠΤΕΣ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ 2007

(α) (β) (γ) [6 μονάδες]

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ: ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΕΡΑΙΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

β. F = 2ρΑυ 2 γ. F = 1 2 ραυ 2 δ. F = 1 3 ραυ 2

Θέμα Α Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Ο ειδικός μετασχηματισμός του Lorentz

Ο ΝΟΜΟΣ TOY HUBBLE ΚΑΙ Η ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ

ΘΕΜΑ A 1. (ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER. στην οποία ο ήχος μπορεί να ανακλαστεί.

ΦάσμαGroup. προπαρασκευή για Α.Ε.Ι. & Τ.Ε.Ι ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ-ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 3, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων Η θεωρία του αιθέρα καταρρίπτεται από το πείραμα των Michelson και Morley

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 3 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2019: ΘΕΜΑΤΑ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

1) Η εξάρτηση του δείκτη διάθλασης n από το μήκος κύματος για το κρύσταλλο του ιωδιούχου ρουβιδίου (RbI) παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα.

1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ

Ο Μετασχηµατισµός του Λόρεντς για τις Συντεταγµένες Θέσης Ενός Συµβάντος

ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER. 1

Γραμμικά φάσματα εκπομπής

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/02/17 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ

Κεφάλαιο 1 : Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου.

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΟΜΙΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ 1 ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΜΑΘΗΜΑ - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ - ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

5 Σχετικιστική μάζα. Στο Σ Πριν Μετά. Στο Σ

Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

A3. Στο στιγμιότυπο αρμονικού μηχανικού κύματος του Σχήματος 1, παριστάνονται οι ταχύτητες ταλάντωσης δύο σημείων του.

2. Σε κύκλωμα αμείωτων ηλεκτρικών ταλαντώσεων LC α. η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου δίνεται από τη σχέση U E = 2

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER

a. μηδέν. 3. Όταν κατά μήκος μιας οριζόντιας φλέβας ενός ιδανικού ρευστού οι ρευματικές γραμμές πυκνώνουν, τότε η ταχύτητα ροής του ρευστού

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 PRO

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 10, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων. Ορμή και Ενέργεια στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 22 / 04 / 2018

ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΕΩΝ ΣΤΟ ΣΥΜΠΑΝ

Διαγώνισμα Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

Φυσική προσανατολισμού

ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 3 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2019: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Transcript:

1 Doppler, ηλεκτρομαγνητικά κύματα και μερικές εφαρμογές τους! Με αφορμή τις συχνές ερωτήσεις μαθητών για το Doppler και το φως και κυρίως λόγω της επιμονής ενός άριστου μαθητή που από την Β Λυκείου ενθουσιάζονταν με απλά παραδείγματα σχετιζόμενα με την επαγωγή, τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία (τον είχε ενθουσιάσει το ότι στις άκρες των φτερών ενός αεροπλάνου εμφανίζεται επαγωγική τάση, όσο απλοϊκό και αν είναι στην πραγματικότητα) που συχνά με ρωτούσε για εφαρμογές του φαινομένου Doppler που δεν διδάσκονται στο ελληνικό σχολείο (στο Ι.Β. όμως ναι). Έτσι επειδή το φαινόμενο αυτό εφαρμόζεται από υπερηχογραφήματα Triplex μέχρι δυαδικά συστήματα αστέρων και απομάκρυνση γαλαξιών θέλησα να συγκεντρώσω για διάφορους ενθουσιώδεις μαθητές μερικές τέτοιες πληροφορίες. Ας τα πάρουμε όμως από την αρχή. Γνωρίζουμε ότι οι σχέσεις για το φαινόμενο Doppler όταν εφαρμόζεται σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι διαφορετικές από αυτές που χρησιμοποιούμε για τον ήχο. Καταρχήν με το φως, σε αντίθεση με τον ήχο, δεν υπάρχει διαφορά αν κινείται η πηγή ή ο παρατηρητής αλλά σημασία έχει μόνο η σχετική τους κίνηση. Αν μια πηγή φωτός κινείται με ταχύτητα u προς έναν παρατηρητή Α ο οποίος είναι ακίνητος ως προς αδρανειακό σύστημα αναφοράς, όπως στο παραπάνω σχήμα, στο αδρανειακό αυτό σύστημα αναφοράς αν η πηγή εκπέμπει κύματα συχνότητας f o και περιόδου Τ ο =(1/f o ), τι συχνότητα θα λαμβάνει ο παρατηρητής Α; Έστω Τ το χρονικό διάστημα μεταξύ εκπομπής δύο διαδοχικών κορυφών που παρατηρεί ο παρατηρητής Α, αυτό δεν είναι το χρονικό διάστημα που φτάνουν δυο διαδοχικές κορυφές στην θέση του παρατηρητή διότι εκπέμφθηκαν σε διαφορετικές θέσεις ως προς το σύστημα αναφοράς του. Μετρώντας την συχνότητα f που μετράει, δεν λαμβάνει υπόψη την διαφορά στους χρόνους διέλευσης για διαδοχικές κορυφές. Οπότε η συχνότητα που λαμβάνει δεν είναι 1/Τ.

2 Σε χρόνο Τ οι κορυφές μπροστά από την πηγή διανύουν απόσταση ct και η πηγή απόσταση ut προς την ίδια κατεύθυνση. Η απόσταση λ μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών (μήκος κύματος) είναι λ=(c-u)t, όπως μετριέται από το σύστημα αναφοράς του παρατηρητή Α. Η συχνότητα που θα μετρά είναι f=c/λ=c/(c-u)t (1) Λόγω διαστολής χρόνου δεν είναι σχετικιστικά σωστό να πούμε ότι Τ=Τ ο, επειδή μάλιστα ο χρόνος Τ 0 μετριέται στο πλαίσιο ηρεμίας (rest frame) της πηγής είναι ο ιδιόχρονος (proper time - ιδιοχρόνος είναι το χρονικό διάστημα που διαχωρίζει δύο φαινόμενα τα οποία έλαβαν χώρα στο ίδιο σημείο του χώρου). Έτσι λοιπόν Άρα (2) Άρα η (1) λόγω της (2) γίνεται Και εφαρμόζοντας διαφορά τετραγώνων θα έχουμε Για να συνοψίσουμε, η εφαρμογή των μετασχηματισμών Lorentz στο φαινόμενο Doppler μας δίνει για την περίπτωση όπου η πηγή πλησιάζει τον παρατηρητή με συχνότητα u Ενώ όταν η πηγή απομακρύνεται από τον παρατηρητή με ταχύτητα u

3 Η μετατόπιση Doppler (Doppler shift) είναι f-f 0 =Δf και αν c>>u τότε ή καλύτερα. Στην εξίσωση αυτή, u είναι η ταχύτητα της πηγής ή του παρατηρητή, c η ταχύτητα τους φωτός και f η εκπεμπόμενη συχνότητα. Οπότε Δf είναι η μεταβολή στην παρατηρούμενη συχνότητα. Οι αντίστοιχες σχέσεις για το μήκος κύματος είναι: Στην περίπτωση που η πηγή πλησιάζει τον παρατηρητή με ταχύτητα u Ενώ όταν η πηγή απομακρύνεται από τον παρατηρητή με ταχύτητα u Όπου λ το μήκος κύματος που λαμβάνει ο παρατηρητής και λ 0 το μήκος κύματος που εκπέμπει η πηγή. Ας παίξουμε λιγάκι με μερικά απλά προβλήματα. Πρόβλημα 1 Αν ένας ραδιοσταθμός FM με συχνότητα εκπομπής 101,5MHz λαμβάνεται από παρατηρητή στα 101,7ΜΗz, ποια είναι η ταχύτητα του παρατηρητή σε σχέση με τον εκπομπών ραδιοσταθμό. Και επειδή η f είναι μεγαλύτερη της f 0 η πηγή πλησιάζει τον παρατηρητή.

4 Πρόβλημα 2 Έστω ότι άτομα H 2 σε ένα μακρινό γαλαξία εκπέμπουν φως μήκους κύματος 658nm ενώ στη Γη λαμβάνουμε 689nm. Αναφέρατε αν ο γαλαξίας πλησιάζει ή απομακρύνεται από την Γη και υπολογίσατε την ταχύτητά του. Καταρχήν επειδή το λαμβανόμενο μήκος κύματος είναι μεγαλύτερο από το εκπεμπόμενο, ο γαλαξίας απομακρύνεται από την Γη (περισσότερα για αυτό αργότερα). Η εκπεμπόμενη συχνότητα είναι Η λαμβανόμενη συχνότητα είναι Η μετατόπιση Doppler λοιπόν είναι Δf=0,21 10 14 Hz και έτσι η ταχύτητα απομάκρυνσης του γαλαξία θα είναι

5 Τελευταίες Παρατηρήσεις Αν εφαρμόσουμε το φαινόμενο Doppler σε ένα δυαδικό σύστημα αστέρων όπου τα αστέρια στρέφονται γύρω από το κέντρο μάζας τους θα έχουμε. (Να αναφέρουμε ότι το εσώτερο αστέρι έχει την μεγαλύτερη μάζα και ότι τα αστέρια είναι πάντα διαμετρικά αντίθετα μεταξύ τους). Αν το εξωτερικό αστέρι είναι φωτεινότερο το φως του φτάνει στον παρατηρητή με μειωμένο μήκος κύματος (blueshifted) στην 1 η περίπτωση και με μεγαλύτερο μήκος κύματος (redshifted) στην δεύτερη περίπτωση. Αν λ ο είναι το μήκος κύματος της φασματικής γραμμής και λ το μήκος κύματος που λαμβάνουμε στη Γη, η μετατόπιση z είναι Αν η ταχύτητα της πηγής είναι μικρή σε σχέση με αυτήν του φωτός τότε προκύπτει ότι πράγμα που αποδεικνύει ότι η μετατόπιση Doppler είναι ανάλογη της ταχύτητας της πηγής. Βέβαια η μέτρηση μας είναι για την συνιστώσα της ταχύτητας στην ευθεία όψεως μας και όχι για την συνολική ταχύτητα του αστεριού. Όσον αφορά τους γαλαξίες το μήκος κύματος του φωτός φτάνει redshifted (δηλαδή μεγαλύτερο του μήκους κύματος κατά την εκπομπή). Αυτό αποδεικνύει ότι οι γαλαξίες απομακρύνονται από την Γη. Βέβαια για να ακριβολογούμε το φαινόμενο αυτό προβλέπεται από την Γενική θεωρία της Σχετικότητας (διαστελλόμενο Σύμπαν).

6 Τέλος αξίζει να αναφέρουμε και τον νόμο του Hubble σύμφωνα με τον οποίο όσο μακρύτερα είναι ο γαλαξίας τόσο γρηγορότερα απομακρύνεται από εμάς. V=H d d απόσταση Γης Γαλαξία v ταχύτητα απομάκρυνσης Η σταθερά Hubble (σταθερή στον χώρο αλλά μεταβάλλεται με το χρόνο με πιο πρόσφατη τιμή 72km s -1 Mpc -1 ) Σημαντικότατη ανακάλυψη διότι μπορέσαμε να δούμε ένα σύμπαν δυναμικό, εξελισσόμενο και σε εκτόνωση. Πρόβλημα 3 Γραμμή φάσματος που μετριέται στη Γη στα 440nm όταν λαμβάνεται από μακρινό γαλαξία μετριέται στα 520nm. Ποια η ταχύτητα απομάκρυνσης του γαλαξία και ποια η απόσταση του. = =0,1818 Τέλος από τον νόμο του Hubble