Gdy gwiazda lub galaktyka się porusza, jej linie widmowe są przesunięte: Δλ/λ = v/c. Oddalanie przesuwa je ku czerwieni (redshift), a zbliżanie ku fioletowi (blueshift). To efekt Dopplera dla światła — pozwala mierzyć prędkości radialne ciał niebieskich. Zmień prędkość radialną.
Co się właśnie stało?
Znane z laboratorium linie absorpcyjne wodoru (Hα, Hβ, …) mają w widmie gwiazdy inne położenie niż w spoczynku. Gdy gwiazda się oddala, cały wzór linii wędruje ku czerwieni; gdy się zbliża — ku fioletowi. To efekt Dopplera dla światła.
Wzór na przesunięcie dopplerowskie:
— względna zmiana długości fali równa jest stosunkowi prędkości radialnej do prędkości światła. — zmiana długości fali, — długość spoczynkowa, — prędkość radialna, .
Znak decyduje o wszystkim:
Kierunek przesunięcia zależy wyłącznie od znaku prędkości radialnej — nie od jasności czy typu gwiazdy. Mierząc jednej linii, wyliczamy prędkość: . Tak poznajemy ruch gwiazd i galaktyk, których nie da się „zobaczyć" jak się poruszają.
Czym to różni się od Dopplera dla dźwięku?
Dźwięk potrzebuje ośrodka (powietrza) i jego przesunięcie zależy osobno od ruchu źródła i obserwatora względem ośrodka. Światło rozchodzi się w próżni — liczy się tylko względna prędkość radialna, a ośrodek nie jest potrzebny. Dla małych obie sytuacje opisuje ten sam prosty wzór .
Po co Ci to na maturze:
Redshift galaktyk to fundament kosmologii — łączy się z prawem Hubble'a (): im dalej galaktyka, tym szybciej się oddala i tym większe przesunięcie ku czerwieni. Chwyt: z przesunięcia linii licz , a z prawa Hubble'a — odległość.
Zapamiętaj: ku czerwieni = oddala się, ku fioletowi = zbliża się. Znak przesunięcia idzie za znakiem prędkości radialnej: Δλ/λ = v/c.
Przesunięcie linii widmowych ku większym długościom fali (czerwieni), gdy źródło się od nas oddala (efekt Dopplera dla światła).
Z przesunięcia znanych linii widmowych: Δλ/λ = v/c. Kierunek przesunięcia mówi, czy obiekt się zbliża, czy oddala.
Światło nie potrzebuje ośrodka, a wzór zależy od prędkości względnej źródła i obserwatora (przy dużych v — wersja relatywistyczna).
Powiązane eksperymenty