Rölativistik Doppler Etkisi (relativistic doppler effect)

Rölativistik Doppler etkisi, özel rölativite teorisiyle tanımlanan etkiler dikkate alındığında, kaynağın ve gözlemcinin (klasik Doppler etkisinde olduğu gibi) göreceli hareketinin neden olduğu ışığın frekansındaki (ve dalga boyundaki) değişimdir.

Rölativistik Doppler etkisi, rölativistik olmayan Doppler etkisinden farklıdır, çünkü denklemler özel rölativitenin zaman dilasyon etkisini içerir ve bir referans noktası olarak yayılma ortamını içermez. Gözlenen frekanslardaki toplam farkı tanımlarlar ve gerekli Lorentz simetrisine sahiptirler.

Atronomlar kırmızıya kayma / maviye kaymanın üç kaynağını biliyorlar: Doppler kaymaları; gravitasyonal kırmızıya kaymalar (bir gravitasyonal alandan çıkan ışık nedeniyle); ve kozmolojik genişleme (uzayın kendisinin gerilmesi).

Önemli sonuçların özeti

Aşağıdaki tabloda, b = v/c > 0 için alıcının ve kaynağın birbirinden uzaklaştığı varsayılmaktadır. (b = v/c alıcının ışık hızı cinsinden hızıdır.)

Senaryo	Formül	Notlar
Rölativistik boylamsal Doppler etkisi	lr/ls = fs/fr = [(1 + b)/(1 – b)]1/2
Enlemsel Doppler etkisi, geometrik en yakın yaklaşım	fr = g fs	mavi-kayma
Enlemsel Doppler etkisi, görsel en yakın yaklaşım	fr = fs/g	kırmızı-kayma
TDE, kaynak etrafında dairesel hareket eden alıcı	fr = g fs	mavi-kayma
TDE, alıcı etrafında dairesel hareket eden kaynak	fr = fs/g	kırmızı-kayma
TDE, ortak merkez etrafında dairesel harekette kaynak ve alıcı	n’/n = [(1 – R2 w2)/(1 – R’2 w2)]1/2	R = R’ olduğunda Doppler kayma yok
Alıcı çerçevesinde ölçülen rastgele yöndeki hareket	fr = fs/[g (1 + b cosqr]
Kaynak çerçevede ölçülen rastgele yöndeki hareket	fr = g (1 – b cosqs) fs

TDE: Enlemsel Doppler etkisi

Şekildeki uzay-zaman diyagramında bir diyapazon (kaynak, emitleyici) ve bir absorber (alıcı) ile her ikisi için worldline’lar gösterilmiştir. O ve A olayları, diyapazonun iki titreşimini temsil eder. Çatalın periyodu OA'nın büyüklüğüdür. AB'nin ters eğimi, B olayına sinyal yayılma hızını (yani sesin hızını) temsil eder; dolayısıyla eşitlik:

     

c_s: ses hızı, v_s: kaynağın hızı, v_r: alıcının hızı

v_s ve v_r'nin c_s'den küçük olduğu varsayılır çünkü aksi takdirde ortamdan geçişleri şok dalgalar oluşturarak hesaplamayı geçersiz kılar.

Rölativistik Doppler kayma formülü hem ses hem de ışık için geçerlidir

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_Doppler_effect

11 Mayıs 2021

 

GERİ (özel görelilik kuramı)
GERİ (gravitasyon ve görelilik)