В начало на лист изменений

Доплера эффект.

См. комментарий в конце.

Для справки приводим основные теоретические положения.

Если источник звука и наблюдатель движутся друг относительно друга, частота звука, воспринимаемого наблюдателем, не совпадает с частотой источника звука. Это явление носит название эффекта Доплера (1842 г.).

Звуковые волны распространяются в воздухе (или другой однородной среде) с постоянной скоростью, которая зависит только от свойств среды. Однако, длина волны и частота звука могут существенно изменяться при движении источника звука и наблюдателя.

Рассмотрим простой случай, когда скорость источника υ_И и скорость наблюдателя υ_Н относительно среды направлены вдоль прямой, которая их соединяет. За положительное направление для υ_И и υ_Н можно принять направление от наблюдателя к источнику. Скорость звука υ всегда считается положительной.

Эффект Доплера. Случай движущегося наблюдателя. Последовательные положения наблюдателя показаны через период T_Н звука, воспринимаемого наблюдателем.

Рис.  иллюстрирует эффект Доплера в случае движущегося наблюдателя и неподвижного источника. Период звуковых колебаний, воспринимаемых наблюдателем, обозначен через T_Н. Из рис.  следует:

υ_НT_Н + υT_Н = λ.

Принимая во внимание и получим:

Если наблюдатель движется в направлении источника (υ_Н > 0), то f_Н > f_И, если наблюдатель движется от источника (υ_Н < 0), то f_Н < f_И.

Эффект Доплера. Случай движущегося источника. Последовательные положения источника показаны через период T звука, излучаемого источником

На рис.  наблюдатель неподвижен, а источник звука движется с некоторой скоростью υ_n. В этом случае согласно рис. 2.8.2 справедливо соотношение:

υt + υ_НT = υ(t – T) + λ  или  (υ_Н + υ)T = λ,

где и

Отсюда следует:

Если источник удаляется от наблюдателя, то υ_Н > 0 и, следовательно, f_Н < f_И. Если источник приближается к наблюдателю, то υ_Н < 0 и f_Н > f_И.

В общем случае, когда и источник, и наблюдатель движутся со скоростями υ_И и υ_Н, формула для эффекта Доплера приобретает вид:

Это соотношение выражает связь между f_Н и f_И. Скорости υ_И и υ_Н всегда измеряются относительно воздуха или другой среды, в которой распространяются звуковые волны. Это так называемый нерелятивистский Доплер-эффект.

В случае электромагнитных волн в пустоте (свет, радиоволны) также наблюдается эффект Доплера. Так как для распространения электромагнитных волн не требуется материальная среда, можно рассматривать только относительную скорость υ источника и наблюдателя. Выражение для релятивистского Доплер-эффекта имеет вид

где c – скорость света. Когда υ > 0, источник удаляется от наблюдателя и f_Н < f_И, в случае υ < 0 источник приближается к наблюдателю, и f_Н > f_И.

Доплер-эффект широко используется в технике для измерения скоростей движущихся объектов («доплеровская локация» в акустике, оптике и радио).

КОММЕНТАРИЙ.

Это Новая редакция в связи с установлением факта отсутствия волнового распространения света, оно и при его волновой модели вызывало серьезное сомнение в части правомерности использования эффекта Доплера.

http://fatyf.aiq.ru/wave-light.htm О математике волновой, как оно получилось и похороны волновой теории света…

Как результат, совершенная неприменимость эффекта Доплера к свету, Соответственно и электромагнитная природа света от модели Максвелла становится неактуальной.

Эффект Доплера в своем математическом абсолюте(модель) работает только в неподвижных и однородных по составу средах. В идеале это для воздуха, где и был открыт эффект в опытах с волнами звука, при отсутствии его собственного движения, при его однородности. А погодные условия: ветер, изменение давления, влажности, дождь, идеальную математическую модель сводят на нет без конкретных данных об этих условиях.

Пренебрежение таким движением или однородностью среды возможно при скоростях распространения волн, на порядки превышающих собственные скорости двигающихся источника и/или приемника, с существенной оговоркой: на малых расстояниях и при малых неоднородностях. К тому же сильное влияние на распространение волн имеет плотность среды и ее физические характеристики.

Поэтому, единственным кандидатом на применимость эффекта остается РАДИО, а смещение спектральных линий к данному эффекту вообще не относится.

Что касается РАДИО, это вовсе не электромагнитное(по Максвеллу), а индукционное(по Фарадею) явление.

Современное Радио это вообще-то изменение по гармоническому закону полярности магнитного поля, что осуществляется изменением направления тока в катушке-соленоиде-антенне, как не назови, один хрен---контур, имеющий название колебательного(после технического усовершенствования с конденсатором. С таким же успехом можно крутить постоянный магнит по оси расположенной в условной плоскости, делящей магнит на равные части, и с таким же успехом крутить электромагнит с сердечником и без(соленоид). Результат один, индукция переменного тока в антенне приемника—аналогичного колебательного контура. Эти же колебания возникают в незамкнутом гальванически отрезке проводника связанном индуктивно с колебательным контуром приемника при вариациях(не колебаниях) магнитного поля.

Собственно волной считается изменение (синусоидальное) напряженности магнитного поля и смена вектора направления магнитной индукции.

В общем это действие и назвали электромагнетизмом, хотя при этом в пространстве при отсутствии колебательного контура колебания только магнитные. А под колебательным контуром можно понимать что угодно, это вещество в принципе, реагирующее на изменения магнитного поля, а оно все реагирует, так или иначе.

Так вот, все что касается радио, а точнее радиоволн и их распространения в среде, зависит от магнитной проницаемости конкретных веществ, ее составляющих, а также от однородности этой среды, плотности—связанной наверняка с магнитной проницаемостью, от движения самой среды.

С релятивистским подходом по любому не катит, что с эффектом, что без него! среда неоднородна. По-видимому, скорость света в реальном вакууме ( космической среде) определяется его плотностью, как и в любой другой среде. Вакуум понятие относительное. Даже если в нем нет вещества(абсурд, опытами не подтвержденный), в привычном смысле, все равно в нем присутствует материя в виде излучения.

И это излучение имеет плотность, которую еще никто не удосужился, не только измерять, но и вообще нет такой постановки исследовательской задачи. Космическое пространство не яввляется однородным и естественно (помимо неоспоримого наличия плотности вещества в виде газа, а и мелких тел) имеет флуктуации плотности излучения. И, следовательно, локальная, обнаруженная в земных условиях экспериментальная средняя (только для узкой полосы спектра) скорость света, не является абсолютной. Уже наблюдается разброс даже средней скорости видимого света по разным средам. Совершенно не проверен разброс у монохроматического излучения для разных полос спектра. Для рентгеновского, Уф, ИК и Гамма излучения вообще не проверялось.

При различной плотности пространства и вещества меняется нелинейно и коэффициент преломления, то есть меняется скорость света. И кажущиеся большими расстояния на самом деле могут оказаться гораздо меньшими или наоборот. А мы как рыбы в воде, в одних случаях видим рыбака, а в других не замечаем, хотя вот он, совсем рядом стоит…

Достаточно быстрый нагрев может маскировать статический эффект Доплера и создать ложное впечатление об изменении скорости объекта, так же как и достаточно быстрое изменение плотности. Эффект Доплера совершенно неприменим для больших скоростей из-за рассеяния. В областях скоростей сверхзвука это рассеяние происходит назад только со скоростью звука с последующим отражением и не дает возможности определения точной скорости объекта: ударная волна – это уже не волновое возмущение, это звуковой поток, короткий в виде полуволны - импульс. Но это уже другой предмет для обсуждения. То же и со светом, очень похоже, что и там возникает ударное возмущение среды при переходе к сверхскорости. В лазерах это механическое разрушение рабочего тела при накачке.

И самое главное, нам неизвестна плотность космического пространства за пределами солнечной системы. Да и распределения плотности вещества (исключая сами планеты и большие тела) внутри солнечной системы.

По-видимому, она может и должна уменьшаться таким же образом, как и плотность атмосферы солнца и планет, у которых она имеется.

Это напрашивается при любом здравом размышлении. Скорость распространения, к примеру, звука уменьшается или увеличивается при изменении плотности среды. Эффект Доплера начинает плыть. Если плотность падает с ростом расстояния боле или менее равномерно, то эффект красного смещения неизбежен. То есть любой заранее сертифицированный звуковой сигнал от излучающего объекта покажет его якобы удаление, если принять среду как абсолютно однородную.

Таким образом, распространение магнитных волн в атмосфере и любой среде точно таким же образом на коротких расстояниях заметного искажения не испытывает, где условно среда является однородной, но на больших расстояниях и особенно при выходе из плотных слоев и на границах искажение получаются значительным. Это касается и земной атмосферы.

Расстояния в космосе умопомрачительные, но даже если в кубическом метре находится лишь одна молекула, то таких молекул (не считая конечно самого излучения, тоже не сахар! Для распространения света)) на миллиардах километров соберется их достаточное количество, чтобы любой частоты магнитное излучение подверглось искажению.

Но обсуждение этого вопроса рассматривается в более общих работах и
не относится собственно к самому эффекту.

Фатьянов А.В. 4.01.2009 2020 май Fatyalink@mail.ru

Приведем ссылку на вполне объяснимое недоумение, высказанное автором одной из статей.

Здесь автор достаточно много поработал с литературой, и выказывает достаточно мудрые мысли, хотя и по-прежнему у большинства таких статей один недостаток - груз предрассудков, который несет физика с конца девятнадцатого века.

О ПРИЧИНАХ СДВИГОВ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЗВЁЗД

Гришаев А.А.

Государственный эталон времени-частоты, ФГУП “ВНИИФТРИ”

141570 Московская обл., Менделеево

 Источник http://newfiz.narod.ru/starspec.html

В начало на лист изменений

Free Web Counter