|
Меню сайта
Статистика
|
Световой Эффект ДоплераСветовой Эффект ДоплераБыстро 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.
|
ПОИСК
Block title
|
