Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Релятивістський ефект ДопплераСтр 1 из 5Следующая ⇒ РЕФЕРАТ на тему:” Явище Допплера: теоретичні основи та практика застосування ”
Виконала студентка групи Ф -21 Бубон Наталія
м.Івано-Франківськ 2014 р. Зміст 1. Поширення світла в ізотопних середовищах 1.1 Відбивання світла 1.2 Релятивістський ефект Допплера 1.3 Повздовжній ефект Допплера 1.4 Поперечний ефект Допплера 2. Застосування 2.1 Ефект Допплера в акустиці 2.2 Явище Допплера в оптиці Список використаної літератури.
Поширення світла в ізотопних середовищах Відбивання світла Приступаючи до демонстрації дослідів з використанням оптичної шайби, слід відрегулювати освітлення екрана. Необхідно добитись такого положення освітлювача, щоб по всій довжині екрана проходили яскраві і чітко видимі смужки світла щоб при обертанні освітлювача навколо шайби промені не затемнювались. Освітлювач (Рис.1) складається з циліндричного корпуса 1, з одного боку якого надіта оправа патрону 2 з електричною лампою 3 та клемами 4 для підключення до джерела струму.
Рис. 1 Оправа з патроном обертається на корпусі, що дозволяє правильно встановити освітлювач для отримання більш чіткого відбивання променів від екрана. В корпусі нерухомо закріплено конденсор 5. з переднього боку корпус закінчується камерою 6, в яку вставляється світлофільтр 7 та коробка 8 з променевим пристроєм. Коробка вільно вставляється в пази корпусу і має всередині щиток з п`ятьма щілинами 9, чотири нерухомих дзеркала 10 і чотири дзеркала 11, які можуть повертатись з ручками для їх повертання. В передній частині коробки є поворотна заслінка 12 для прикриття середнього променя. Промені світла виходячи з конденсорної лінзи проходять крізь щілини і, відбиваються від дзеркала, дають п`ять в системі S` рівняння плоскої світлової хвилі, що поширюється від джерела до приймача: (1)
де - частота хвилі у системі S`; с – швидкість світла, однакова в усіх системах відліку; у виразі фази взято знак плюс, оскільки хвиля поширюється у напрямі, протилежному напряму осі Ox`. Згідно з принципом відносності в системі S рівняння розглядуваної хвилі матиме аналогічний формулі (1) вигляд: (2)
де - частота хвилі, яку фіксує приймач у системі S. Але ж від рівняння (1) можна перейти до рівняння (2), якщо за формулами перетворення Лоренца виразити координати і через і t, тоді дістанемо:
,
або в іншому вигляді (3)
Зіставивши рівняння (2) і (3), знаходимо:
.
Переходячи від циклічних до звичайних частот і позначаючи частоту v` в системі джерел через v0, дістанемо формулу відображення релятивійського ефекту Допплера:
Релятивістський ефект Допплера
Нехай у системі К поширюється плоска електромагнітна хвиля, що характеризується векторами поля:
; (4)
При переході до системи К` вектори поля можуть змінитися, але фаза залишиться незмінною, оскільки є скаляром, тобто не залежить від системи відліку. Незалежність фази від системи відліку означає: якщо в системі К визначити для певних x, у, z, t фазу плоскої електромагнітної хвилі , то при переході до системи К`, за допомогою перетворень Лоренца, величина фази у цій системі для відповідних x`, у`, z`, t` матимемо те саме значення. Якщо ввести чотиривимірний вектор , то фаза може бути записана у вигляді: =.
Звідси видно, що величина є чотиривимірним вектором, бо - добуток на вектор є скаляром як фаза хвилі, і тому може розглядатися як скалярний добуток двох чотиривимірних векторів і . Вектор називається чотиривимірним хвильовим вектором. Оскільки є чотиривимірним вектором, то при переході від однієї системи відліку до іншої він змінюється за формулами перетворень Лоренца. Запишемо формули перетворення для чотиривимірного вектора :
; ; (5) ;
Компоненти вектора у тривимірному записі мають вигляд:
; . Тут і далі - кути між осями Х`, Y`, Z` відповідно і хвильовим вектором k`. Рівняння (5) тепер матимуть вигляд:
, (6)
Поділивши перше рівняння (6) на друге, дістанемо:
. (7)
З другого і третього рівнянь (5) знайдемо аналогічно:
де - кути між вектором k і відповідно осями Х, Y, Z. З цих рівнянь,підставляючи в них з (6), знайдемо: . (8) З рівнянь (6)-(8) видно, як змінюються напрям поширення і частота електромагнітних хвиль при переході від системи К до К`. З рівнянь (7) і (8) випливає існування аберації світла при спостереженні зірок. Нехай зірка нерухома в системі К. Якщо промінь від неї перпендикулярний до напряму руху Землі і лежить у площині ОХУ, то ; ; . Підставляючи ці значення у (7) і (8), матимемо для Землі (систем К`), рухається відносно зірки з швидкістю v:
Оскільки то в системі К` промінь зірки також лежить у площині О Х`Y`. Далі матимемо:
,
Звідки знайдемо:
.
Для малих (коли <<c) дістанемо відомий вираз: .
Тут - кут, що визначає величину аберації зірок. З другої формули (5) визначимо :
. (9)
Отже, якщо тіло випромінює хвилі з частотою , рухається з швидкість , то в нерухомій системі К частота, згідно з (9), буде . Це явище буде ефектом Допплера. На відміну від класичної теорії, релятивістський ефект Допплера існує і при (поперечний ефект Допплера).
|