Детская энциклопедия

Меню сайта











Световой Эффект Доплера

Быстро мчится автомобиль к перекрестку дорог. На светофоре горит красный сигнал, но машина, не останавливаясь, проскочила пере­кресток. Постовой задерживает водителя:

- В чем дело? Почему вы поехали на крас­ный свет?

- Машина шла очень быстро... из-за этого красный свет показался мне зеленым.

Такой шуткой может, конечно, ответить толь­ко физик. В самом деле, если двигаться навстречу волне, то ее частота будет возрастать, а если удаляться, то убывать (рис. 6 см. ст. Откуда берется цвет?). Это справедливо для всех волновых явлений, в том числе для света и звука (см. ст. «Звук»).

Когда наблюдатель движется по направле­нию к источнику света со скоростью v, частота световой волны n, которую он будет восприни­мать, определяется формулой:

 

 

где с — скорость света, a v0— частота световой волны, воспринимаемая наблюдателем, когда источник света неподвижен. С какой же ско­ростью должен был двигаться автомобиль, что­бы красный сигнал светофора показался води­телю зеленым?

Длина волны зеленого света — 0,5 мк, а крас­ного — 0,7 мк. Определив соответствующие частоты из зависимости

 

 вычислим авто­мобиль должен был двигаться со скоростью 97 000 км/сек. Изменение длины волн при движении наблюдателя к источнику волны или от него называется эффектом Доплера (по име­ни открывшего это явление австрийского физика X. Доплера). Эффект Доплера часто затрудня­ет спектральные измерения.

Современные приборы позволяют разделять спектральные линии, у которых длина волны света различается на 0,002 А. Но в пламени горелки атомы движутся по самым разным на­правлениям, и скорость их движения около 1000 м/сек. Длина волны у атома, двигающе­гося к фокальной плоскости линзы L2 в спектро­скопе, будет на 0,03 А короче, чем у атома, двигающегося в противоположном на­правлении.

Такая разница не давала исследователям возможность определить подлинную структуру спектральных линий. Вот, например, желтая спектральная линия натрия. Однородна ли она или состоит из нескольких линий? Из-за эффекта Доплера линии расширяются и за счет этого сливаются. Исследования А. Н. Теренина и Л. Н. Добрецова подтвердили такое предположение. Они установили коллиматор спектроскопа перпендикулярно светящемуся пучку атомов натрия. Ведь изменение частоты излучения атомного пучка пропорционально составляющей скорости атома, направленной на наблюдателя или от него. Когда же наблюдатель видит пучок сбоку, эта состав­ляющая равна нулю.

Опыты Теренина и Добрецова установили, что обе линии натрия D1 (0,5896 мк) и D2 (0,5890 мк) оказались двойными. Так была открыта сверхтонкая структура спектральных линий. Уже после этого открытия было опре­делено, что такая сверхтонкая структура вы­звана взаимодействием электронной оболочки атома и его ядра.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016