LINUX.ORG.RU

Эффект Доплера для света

 


0

1

Поясните, пожалуйста, на пальцах природу эффекта Доплера для световых волн. Если скорость света - константа, откуда берётся изменение частоты в зависимости от направления источника излучения?

убери тег «ото», он не нужен

ZERG ★★★★★ ()

А как скорость света связяна с частотой?

Pythagoras ★★ ()

Поясните, пожалуйста, на пальцах природу эффекта Доплера для световых волн.

Эффект Доплера для световых волн. Опыт Белопольского (рис. 10). ©

Видео «на пальцах»: Doppler Effect. ©

quickquest ★★★★★ ()

Если скорость света - константа, откуда берётся изменение частоты

Ты как бы задаешь вопрос той фразой в которой зашит ответ.

Скорость волн очевидно не зависит от скорости их источника (поэтому скорость света и постоянна), но если источник движется то и будет изменяться длина волны == частота.

ya-betmen ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от anto215

Для наблюдателя, движущегося относительно воздуха, скорость звука от источников сзади и спереди разве не будут разными?

greenman ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от greenman

скорость звука от источников сзади и спереди разве не будут разными?

Скорость волн определяется средой, поэтому нет.

ya-betmen ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от ya-betmen

Не понимаю :(

Можно думать так: источник испустил в направлении наблюдателя один гребень волны, сместился в направлении наблюдателя и испустил второй гребень. С точки зрения наблюдателя, первый и второй гребень выпущены (относительно наблюдателя) с разного расстояния между наблюдателем и источником - соответственно, увеличилась частота.

Если думать с позиции источника: источник выпустил гребень, и начал через 1 секунду двигаться в направлении выпущенного гребня. Раз скорость света неизменна, то движение источника в направлении выпущенного гребня не уменьшит между ними расстояния - откуда берется изменения частоты (расстояние между гребнями)?

Мне ума не хватает - два суждения для меня противоречивы.

CaptainFarrell ()
Ответ на: комментарий от CaptainFarrell

Касательно второй ситуации, могу предположить лишь так: источник летит к первому выпущенному гребню волны. Расстояние между ними должно сократиться, но скорость света остаться неизменной - замедлится время.

CaptainFarrell ()
Ответ на: комментарий от CaptainFarrell

Можно думать так...

Если думать с позиции источника...

Попробуй думать с позиции физики. Прежде всего волны в общем случае не подразумевают смещения среды. Скорость же волны определяется по перемещению её гребня (корявая аналогия но думаю вполне наглядная). Перемещая источник ты можешь изменить расстояние между гребнями - длину волны, но не скорость их перемещения.

ya-betmen ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от CaptainFarrell

Раз скорость света неизменна, то движение источника в направлении выпущенного гребня не уменьшит между ними расстояния
Раз скорость света неизменна

Подробнее.

Нарисуй картинку. Источник двигается со скоростью 1/2 скорости света. Рисуй одну волну.

tyakos ★★★ ()
Последнее исправление: tyakos (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от anto215

Фазовая скорость, групповая скорость... Надо повспоминать...

greenman ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от ya-betmen

Скорость волн определяется средой, поэтому да.

Ничем не хуже смотрится.

Провёл мысленный экперимент с источником звуковых сигналов и двумя линейками, покоящейся и движущейся. В случае света «нестыковки» объясняют удлиннением/укорачиванием движущейся линейки. А для звука?

greenman ★★★★★ ()
Последнее исправление: greenman (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от greenman

Провёл мысленный экперимент с источником звуковых сигналов и двумя линейками, покоящейся и движущейся. В случае света «нестыковки» объясняют удлиннением/укорачиванием движущейся линейки. А для звука?

Хз что за эксперимент, но у меня ощущение, что ты пытаешься притащить в рассуждения лоренц-фактор. Он тут не нужен.

С волнами закон сложения скоростей не работает, с любыми, свет не исключение. Т.е. если ты сможешь разогнать 2 предмета на встречу до 0,6с то скорость одного относительно второго у тебя будет 1,2с и это совершенно нормально. А вот у волн скорость не зависит от системы отсчёта. Поэтому если ты привязываешь фонарик к ракете то свет от этого быстрее не становится. Если исключить физическое перемещение среды (взрывная волна например) то звук ведёт себя точно так же.

Кажется нащупал наглядный пример: ты видел когда нибудь что б волны от лодки бежали перед ней?

ya-betmen ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от ya-betmen

Объясню

http://i.imgur.com/wGcaCzj.png

Есть два наблюдателя, 1 и 2, с двумя приёмниками звука каждый, A - B, A' - B' (см. рис.) Наблюдатель 1 неподвижен относительно воздуха и источника звука. Наблюдатель 2 (вместе со своими приёмниками A' - B') движется в сторону источника звука со скоростью 150 м/с. В момент времени 0 оба наблюдателя одновременно фиксируют появление звука в приёмниках A и A'. Через одну секунду наблюдатель 1 зафиксирует появление звука в приёмнике B и получит скорость звука 300 м/с. В какой момент зафиксирует появление звука в точке B' наблюдатель 2?

Хотя, конечно, два наблюдателя тут не важны. Существенны лишь два набора приёмников.

greenman ★★★★★ ()
Последнее исправление: greenman (всего исправлений: 4)
Ответ на: комментарий от greenman

Как-то раз мне довелось видеть как 3 девяти(кажется)классника искали решения для неравенства вида x + m < n. Искали долго. Основной их проблемой было то, что они пытались применить методику решения квадратных неравенств.

Так вот, выкини уже из головы ТО, она тут никаким боком, читай «колебания и волны». В опыте майкельсона емнип искали влияние материальных объектов на среду распространения света. Он никакого отношения к эффекту доплера не имеет.

Попробуй в своих мысленных экспериментах использовать волны на поверхности жидкости, они более наглядны. Объёмные тебя явно сбивают с толку.

ya-betmen ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от ya-betmen

выкини уже из головы ТО,

Эти буквы тут ввёл ты, и теперь хочешь, что бы я их из головы выкинул.

Почитай уж про скорость звука при ветре.

Кстати, чем столько слов генерить, ответил бы на мой элементарнейший вопрос в предыдущем сообщении. Но ответа у тебя нет и, вижу, не будет.

И зачем ты приплетаешь эффект Доплера к опыту Майкельсона? Если ты потерял нить, то речь о частотах давно уже не идёт.

greenman ★★★★★ ()
Последнее исправление: greenman (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от greenman

Эти буквы тут ввёл ты, и теперь хочешь, что бы я их из головы выкинул.

ТО = теория относительности, тебя постоянно тянет не в ту степь.

Почитай уж про скорость звука при ветре.

Прочитай мой пост выше

Если исключить физическое перемещение среды

Но ответа у тебя нет и, вижу, не будет.

Ответа на что?

Если ты про то быстрее ли достигнет движущейся навстречу наблюдатель фронта волны - да быстрее. Будет ли скорость звука которую он зафиксирует выше - нет.

ya-betmen ★★★★★ ()
Последнее исправление: ya-betmen (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от ya-betmen

Ответа на что?

В какой момент зафиксирует появление звука в точке B' наблюдатель 2?

Если исключить физическое перемещение среды

Вижу, потихоньку начинаешь отползать. Хотя тогда ты говорил о фронте взрыва, где физика совсем другая.

greenman ★★★★★ ()
Последнее исправление: greenman (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от greenman

Вижу, потихоньку начинаешь отползать. Хотя тогда ты говорил о фронте взрыва, где физика совсем другая.

Я говорил именно то что говорил

(взрывная волна например)
например

В какой момент зафиксирует появление звука в точке B' наблюдатель 2

Мне лениво что-то там считать. Вопрос был про скорость звука, время фиксации звука никаким из наблюдателей не влияет на его скорость (как и для любой другой волны).

Зная что вечный двигатель невозможен нет смысла искать недостатки в каждой из мысленных конструкций.

ya-betmen ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от ya-betmen

Бедолага, после ТО приплёл ещё и вечный двигатель, что бы хоть как-то замести следы.

Напомню тебе, с чего всё началось.

скорость звука от источников сзади и спереди разве не будут разными?

Скорость волн определяется средой, поэтому нет.

Т.е. по-твоему, наблюдатель, движущийся относительно воздуха, в своих измерениях скорости передачи звукового сигнала должен учитывать, что среда (воздух) движется. ОК.

Для измерений скорости света таких предположений делать не надо, так как эфира у нас нет.

Тогда ТС прав — понимание эффекта Доплера для звуковых и световых волн разное.

Можешь дальше рассказывать истории про девятиклассников... Если такие, как ты, их учат, ничему удивляться не приходится.

greenman ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от quickquest

Эффект Доплера для световых волн. Опыт Белопольского (рис. 10). http://books.alnam.ru/book_p_phis3.php?id=7

Слишком я Ъ, не глянул

Однако между звуковым и световыми явлениями Доплера есть принципиальное отличие. Для звука было существенным, чтобы источник и приемник двигались относительно среды, в которой распространяются колебания (воздуха).

Для света, как показал опыт Майкельсона, движение источника или приемника относительно эфира не может быть обнаружено. Для света существенным является только относительное движение источника и наблюдателя, поскольку скорость света относительно любого источника является величиной постоянной.
greenman ★★★★★ ()
Последнее исправление: greenman (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от greenman

замести следы.

Какие следы?

Т.е. по-твоему, наблюдатель, движущийся относительно воздуха, в своих измерениях скорости передачи звукового сигнала должен учитывать, что среда (воздух) движется. ОК.

Зависит от того что хочет измерить наблюдатель. Если скорость звука, то нужно измерять скорость звука.

Скорость любой волны - константа, для конкретной среды. Открой любой справочник по теме упругих волн и найди там хоть какой-то намёк на скорость источника.

Тогда ТС прав — понимание эффекта Доплера для звуковых и световых волн разное.

Природа эффекта абсолютно одинакова, что такое «понимание» я хз.

ya-betmen ★★★★★ ()

Если скорость света - константа, откуда берётся изменение частоты в зависимости от направления источника излучения?

Так оно и берётся от того, что константа. У звука тоже проявляется эффект Доплера (при приближении источника звука кажется выше, при отдалении ниже), потому что скорость распространения звука в воздухе (в сферическом воздухе в вакууме) постояна.

Или имеется в виду, что скорость света одинакова ВСЕГДА, то есть и относительно источника световых волн? Тут уже наверное рулят искривления пространства.

omnomnomnus ()

Если скорость света - константа, откуда берётся изменение частоты в зависимости от направления источника излучения?

Дык она константа относительно среды проводящей свет, а та может двигаться по своим делам с любой доступной ей скоростью. Но принято считать что среда проводящая свет необязательна:) отчего и получаются такие баги-парадоксы.

Napilnik ★★★★★ ()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.