Dịch chuyển đỏ và Hiệu ứng Doppler
Hiệu ứng Doppler và dịch chuyển đỏ là hai hiện tượng được quan sát thấy trong lĩnh vực cơ học sóng. Cả hai hiện tượng này đều xảy ra do chuyển động tương đối giữa nguồn và người quan sát. Các ứng dụng của những hiện tượng này là rất lớn. Các lĩnh vực như thiên văn học, vật lý thiên văn, vật lý và kỹ thuật và thậm chí cả điều khiển giao thông cũng sử dụng những hiện tượng này. Điều quan trọng là phải có hiểu biết đúng đắn về Dịch chuyển đỏ và Hiệu ứng Doppler để vượt trội trong các lĩnh vực có ứng dụng nặng dựa trên các hiện tượng này. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về Hiệu ứng Doppler và Dịch chuyển đỏ, ứng dụng của chúng, những điểm tương đồng giữa Dịch chuyển đỏ và Hiệu ứng Doppler, và cuối cùng là sự khác biệt giữa Hiệu ứng Doppler và Dịch chuyển đỏ.
Hiệu ứng Doppler
Hiệu ứng Doppler là một hiện tượng liên quan đến sóng. Có một số thuật ngữ cần được định nghĩa để giải thích Hiệu ứng Doppler. Nguồn là nơi bắt nguồn của sóng hoặc tín hiệu. Observer là nơi nhận tín hiệu hoặc sóng. Hệ quy chiếu là hệ quy chiếu không chuyển động đối với môi trường quan sát được toàn bộ hiện tượng. Vận tốc truyền sóng là vận tốc của sóng trong môi trường đối với nguồn.
Trường hợp 1
Nguồn vẫn đối với hệ quy chiếu và người quan sát đang chuyển động với vận tốc tương đối V so với nguồn tại hướng của nguồn. Vận tốc truyền sóng của môi trường là C. Trong trường hợp này, vận tốc tương đối của sóng là C + V. Bước sóng của sóng là V / f0Bằng cách áp dụng V=fλ vào hệ thức, ta nhận được f=(C + V) f0/ C Nếu người quan sát đang di chuyển ra khỏi nguồn, vận tốc truyền sóng tương đối trở thành C-V.
Trường hợp 2
Người quan sát vẫn đối với môi trường và nguồn đang chuyển động với vận tốc tương đối là U theo hướng của người quan sát. Nguồn phát ra sóng có tần số f0đối với nguồn. Vận tốc truyền sóng của môi trường là C. Vận tốc truyền sóng tương đối duy trì tại C và bước sóng của sóng trở thành f0/ C-U. Bằng cách áp dụng V=f λ vào hệ thống, chúng ta nhận được f=C f0/ (C-U).
Trường hợp 3
Cả nguồn và người quan sát đều chuyển động về phía nhau với vận tốc U và V so với môi trường. Sử dụng các tính toán trong Trường hợp 1 và Trường hợp 2, chúng ta nhận được tần số quan sát là f=(C + V) f0/ (C-U).
Dịch chuyển đỏ
Dịch chuyển đỏ là một hiện tượng liên quan đến sóng được quan sát thấy trong sóng điện từ. Trong trường hợp đã biết tần số của một số vạch phổ, thì phổ quan sát được có thể được so sánh với phổ chuẩn. Trong trường hợp vật thể dạng sao, đây là một phương pháp rất hữu ích để tính vận tốc tương đối của vật thể. Dịch chuyển đỏ là hiện tượng dịch chuyển của các vạch quang phổ sang phía màu đỏ của quang phổ điện từ. Điều này là do các nguồn di chuyển ra xa người quan sát. Phần đối của dịch chuyển đỏ là dịch chuyển xanh gây ra bởi nguồn phát về phía người quan sát. Trong dịch chuyển đỏ, sự chênh lệch bước sóng được sử dụng để đo vận tốc tương đối.
Sự khác biệt giữa Hiệu ứng Doppler và Dịch chuyển đỏ là gì?
• Hiệu ứng Doppler có thể quan sát được trong tất cả các sóng. Dịch chuyển đỏ chỉ được xác định đối với phổ điện từ.
• Để áp dụng; hiệu ứng Doppler có thể được sử dụng để tính toán bất kỳ một trong năm biến trong trường hợp bốn biến còn lại đã biết. Dịch chuyển đỏ chỉ được sử dụng để tính vận tốc tương đối.
