|
При небольших скоростях движения источника волн относительно приемника, релятивистская формула эффекта Доплера совпадает с классической формулой.
Если источник движется относительно приемника вдоль соединяющей их прямой, то наблюдается продольный эффект Доплера.
В случае сближения источника и приемника (θ = π)
... (2.4.17)
а в случае их взаимного удаления (θ = 0)
... (2.4.18)
Кроме того, из релятивистской теории эффекта Доплера следует существование поперечного эффекта Доплера, наблюдающегося при θ = π/2 и θ = 3π/2, т.е. в тех случаях, когда источник движется перпендикулярно линии наблюдения (например источник движется по окружности, приемник в центре):
... (2.4.19)
Поперечный эффект Доплера необъясним в классической физике. Он представляет чисто релятивистский эффект.
Как видно из формулы (5.7.10), поперечный эффект пропорционален отношению v2 / c2 , следовательно он значительно слабее продольного, который пропорционален v/c (5.7.9).
Эффект Доплера нашел широкое применение в науке и технике. Особенно большую роль это явление играет в астрофизике. На основании доплеровского смещения линий поглощения в спектрах звезд и туманностей можно определять лучевые скорости v'cos θ этих объектов по отношению к Земле: при v << c по формуле
v'cos θ ≈ (1 - ν/ν0) c . (2.4.20)
Американский астроном Э. Хаббл обнаружил в 1929 г. явление, получившее название космологического красного смещения и состоящее в том, что линии в спектрах излучения внегалактических объектов смещены в сторону меньших частот (больших длин волн). Оказалось, что для каждого объекта относительное смещение частоты z = (ν0 - ν)/ ν0
(ν0 - частота линии в спектре неподвижного источника, ν - наблюдаемая частота) совершенно одинаково по всем частотам. Космологическое красное смещение есть не что иное, как эффект Доплера. Оно свидетельствует о том, что Метагалактика расширяется, так что внегалактические объекты удаляются от нашей Галактики.
|
