Effetto Doppler per la luce.
Se abbiamo una
stella in quiete questa emetterà luce. Se prendiamo in
considerazione un raggio monocromatico questo si propaga ubbidendo
alle leggi ordinarie ossia C=λ f (lunghezza d'onda per frequenza) avremo che la lunghezza d'onda è
sempre uguale a λ =cΔt
Se ci spostiamo verso la stella oppure se la stella si avvicina a noi (per
la relatività sono due eventi equivalenti essendo il moto relativo) avremo che
λapparente=(c-v)Δt ossia
la lunghezza d'onda apparente dipende dal fatto che i due impulsi
successivi associabili alla generazione dei due impulsi associati
alla determinazione della lunghezza d'onda sono stati emessi quando
ci siamo avvicinati alla sorgente luminosa e in accordo col concetto
di moto relativo i due impulsi risultano essere ravvicinati
determinando una lunghezza d'onda minore.
La luce
quindi risulta essere associata a radiazioni aventi lunghezze d'onda
minore rispetto a quanto rilevato con la sorgente ferma (analogo a
quanto visto per l'effetto Doppler del suono).
Ricordandoci che C=λf, avremo:
e che:
avremo:
Questo risultato differisce da quello dell’effetto Doppler
per il suono in quanto in questo caso è impossibile anche concettualmente
determinare se è la sorgente che si avvicina all’osservatore o viceversa. Il risultato è in accordo con la seconda ipotesi della relatività ristretta.
Se
ci si avvicina alla stella avremo che la lunghezza d'onda sembrerà
essere più corta ossia la frequenza più alta. Ogni
colore sembrerà spostarsi verso colori aventi una frequenza
maggiore. Avremo in questo caso il Blueshift.
L'unica galassia che
osserviamo avvicinarsi alla via lattea è la galassia di
Andromeda. |
Escludendo questo e alcuni altri esempi, osserviamo per tutte le altre stelle e galassie il Red shift.
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