Relativistic Doppler effect (original) (raw)
Relativistický Dopplerův jev popisuje změnu vlnové délky, která nastane, pokud se zdroj a příjemce elektromagnetického vlnění vůči sobě vzájemně pohybují. Na rozdíl od klasického Dopplerova jevu jsou započteny efekty dilatace času podle speciální teorie relativity. Pro rychlosti o několik řádů menší než rychlost světla je ale rozdíl předpovědi podle obou modelů zanedbatelný.
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| dbo:abstract | تأثير دوبلر النسبي (بالإنجليزية: Relativistic Doppler effect)، هو التغيير في التردد (والطول الموجي) للضوء، الناجم عن الحركة النسبية للمصدر والمراقب (كما في تأثير دوبلر الكلاسيكي)، عند أخذ التأثيرات الموصوفة في نظرية النسبية الخاصة في الاعتبار. تأثير دوبلر النسبية مختلفة من غير النسبية تأثير دوبلر كما تشمل المعادلات وتمدد الزمن تأثير النسبية الخاصة وألا تنطوي وسيلة نشر كنقطة مرجعية. يصفون الاختلاف الكلي في الترددات المرصودة ويمتلكون تناظر لورنتز المطلوب. يعرف علماء الفلك ثلاثة مصادر للانزياح الأحمر / التحول الأزرق: تحولات دوبلر. انزياح الجاذبية الحمراء (بسبب خروج الضوء من مجال الجاذبية)؛ والتوسع الكوني (حيث يتمدد الفضاء نفسه). هذه المقالة تتعلق فقط بتحولات دوبلر. (ar) L'efecte Doppler relativista és el canvi observat en la freqüència de la llum procedent d'una font en moviment relatiu respecte de l'observador. Si la freqüència de la llum emesa es desplaça cap el roig s'anomena desplaçament cap el roig o decalatge cap el roig. Si la freqüència de la llum emesa es desplaça cap el blau s'anomena desplaçament cap el blau o decalatge cap el blau. El canvi en freqüència observat ve donat per la següent expressió general: on: = freqüència observada, = freqüència emesa, , amb = velocitat de la font i = velocitat de la llum. = angle entre la direcció del moviment i la direcció d'observació. Si el focus s'allunya en la mateixa direcció és , i si s'aproxima en la mateixa direcció és . (ca) Relativistický Dopplerův jev popisuje změnu vlnové délky, která nastane, pokud se zdroj a příjemce elektromagnetického vlnění vůči sobě vzájemně pohybují. Na rozdíl od klasického Dopplerova jevu jsou započteny efekty dilatace času podle speciální teorie relativity. Pro rychlosti o několik řádů menší než rychlost světla je ale rozdíl předpovědi podle obou modelů zanedbatelný. (cs) En física, el efecto Doppler relativista es el cambio observado en la frecuencia de la luz procedente de una fuente en movimiento relativo con respecto al observador. El efecto Doppler relativista es distinto del efecto Doppler de otro tipo de ondas como el sonido debido a que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador independientemente de su estado de movimiento. A su vez, requiere para su explicación el manejo de la teoría de la relatividad especial. El cambio en frecuencia observado cuando la fuente se aleja viene dado por la siguiente expresión: , donde: = frecuencia observada, = frecuencia emitida, = velocidad relativa, positiva cuando el emisor y el observador se alejan entre sí gracias a la frecuencia de velocidad. = velocidad de la luz El efecto Doppler relativista no difiere del efecto Doppler normal a velocidades de desplazamiento muy inferiores a las de la luz. Pero a diferencia del efecto Doppler clásico, cuando el objeto se mueve con respecto del emisor en una dirección diferente a la de unión entre ambos se puede definir un efecto Doppler transverso y un efecto Doppler lateral. (es) L'effet Doppler relativiste (EDR) est un changement de fréquence (et de longueur d'onde) de la lumière causé par le mouvement relatif d'une source et d'un observateur, lorsque les effets décrits par la relativité restreinte sont pris en compte. Cet effet est différent de l'effet Doppler en mécanique newtonienne puisque les équations comprennent la dilatation du temps, conséquence de l'indifférence du référentiel pour la vitesse de la lumière. Les phénomènes EDR et d'aberration de la lumière forment, grâce au quadrivecteur d'onde, des relations invariantes de Lorentz. (fr) The relativistic Doppler effect is the change in frequency (and wavelength) of light, caused by the relative motion of the source and the observer (as in the classical Doppler effect), when taking into account effects described by the special theory of relativity. The relativistic Doppler effect is different from the non-relativistic Doppler effect as the equations include the time dilation effect of special relativity and do not involve the medium of propagation as a reference point. They describe the total difference in observed frequencies and possess the required Lorentz symmetry. Astronomers know of three sources of redshift/blueshift: Doppler shifts; gravitational redshifts (due to light exiting a gravitational field); and cosmological expansion (where space itself stretches). This article concerns itself only with Doppler shifts. (en) In fisica, l'effetto Doppler relativistico è la variazione di frequenza della radiazione elettromagnetica osservata prendendo in considerazione gli effetti della relatività speciale. Si ha un effetto Doppler quando una sorgente che emette un'onda elettromagnetica di frequenza è in moto relativo rispetto all'osservatore. Se la sorgente si allontana dall'osservatore con velocità , la lunghezza d'onda misurata è maggiore di quella emessa. Se chiamiamo la lunghezza d'onda della radiazione che ci perviene quando la sorgente è ferma: dove: * = lunghezza d'onda osservata; * = lunghezza d'onda emessa; * = velocità della sorgente; * = velocità della luce (299792,458 -km/s); * e La quantità è positiva se la sorgente si allontana e negativa se la sorgente si avvicina. L'effetto Doppler relativistico dipende anche dalla direzione fra la propagazione della radiazione e la direzione di moto: la formula scritta sopra descrive soltanto il contributo longitudinale; esso, al prim'ordine nel rapporto v/c, coincide con l'effetto Doppler classico; quindi le deviazioni relativistiche sono effetti piccoli, perché del secondo ordine in v/c. Vi è un contributo del tutto non classico (effetto D. Trasversale) se le direzioni sono perpendicolari, ma, anche questo, è un effetto piccolo, del secondo ordine, perché lo sviluppo all'ordine zero coincide con la fisica classica, che prevede l'assenza di variazioni della frequenza e contemporaneamente il termine del primo ordine manca del tutto.Nella teoria della relatività ristretta, spazio e tempo non sono assoluti. Per un osservatore, che si muove ad una data velocità, gli effetti relativistici equivalgono ad una rotazione dello spaziotempo: osservatori con diverse velocità avranno diverse misurazioni su dove si trovano l'un l'altro nello spazio e/o nel tempo. Si perde quindi la simultaneità degli eventi. (it) Relatywistyczny efekt Dopplera – efekt Dopplera zachodzący dla światła. Podobnie jak w mechanice klasycznej, relatywistyczny efekt Dopplera prowadzi do zmiany mierzonej przez obserwatora częstotliwości fali (w tym przypadku elektromagnetycznej) względem częstotliwości emitowanej przez źródło. Aby zgodnie z mechaniką relatywistyczną obliczyć taką zmianę, konieczne jest uwzględnienie przewidywanych przez szczególną teorię względności efektów, takich jak dylatacja czasu. Relatywistyczny efekt Dopplera jest szczególnie zauważalny przy względnej prędkości źródła i obserwatora bliskiej prędkości światła w próżni. (pl) O efeito Doppler relativístico é a mudança aparente da frequência da luz, para objetos (fonte emissora ou detector) que se movem em velocidades relativísticas. No efeito Doppler clássico, como o caso de ondas sonoras, a velocidade da fonte em relação ao detector tem influência na frequência aparente da onda (pode ser um acréscimo ou decréscimo), tomando como referencial o ar. Como a luz é uma onda eletromagnética, e não depende de um meio para propagação, a frequência observada irá apenas depender da velocidade relativa de ambos. Nesses casos relativísticos, uma distinção entre o movimento da fonte e do receptor não pode ser feita, portanto o efeito Doppler clássico não será utilizado. A razão é que o intervalo de tempo medido no referencial da fonte e do receptor são diferentes. Levando em conta essas características relativísticas, temos que a frequência medida por um observador e a frequência emitida pela fonte (dita frequência própria) estão relacionadas pela expressão: Onde é a razão entre a velocidade (fonte ou observador), e a velocidade da luz (299 792 458 m/s). O sinal de depende da situação analisada: * se o observador está se afastando da fonte, a frequência percebida por ele deve ser menor do que a frequência própria, assim, temos o sinal negativo no numerador e positivo no denominador; * se o observador está se aproximando da fonte, a frequência percebida por ele deve ser maior do que a frequência própria, assim, temos o sinal positivo no numerador e negativo no denominador. (pt) 相對論性多普勒效應描述了光因為波源與觀察者的相對運動關係（一如尋常版的多普勒效應）而有的頻率（以及波長）上的變化，而在這裡又多考慮了狹義相對論帶來的效應。 相對論性多普勒效應和非相對論性版本的多普勒效應有許多不同之處，例如其方程式納入了狹義相對論中的時間展長效應。這些方程式描述了所觀察到的完全頻率差值，並具有相對論要求的洛侖茲對稱性。 (zh) Релятиві́стський ефе́кт — будь-яке явище у фізиці, кількісна характеристика якого визначається відношенням швидкості руху частинок фізичної системи до швидкості світла. Релятивістські ефекти відсутні для непорушних частинок і загалом незначні для частинок, швидкість яких мала. Проте в певних галузях фізики нехтувати ними не можна, оскільки вони визначають саму природу явищ. До релятивістських ефектів належать явища, які зазвичай розглядаються в загальній теорії відносності сповільнення плину часу для тіл, що рухаються із швидкістю, близькою до швидкості світла, зміна довжини рухомих об'єктів, збільшення енергії тіла при субсвітлових швидкостях. До релятивістських ефектів належить також створення магнітного поля рухомими зарядженими частинками і взаємодія заряджених частинок з магнітним полем. Магнітне поле створюється струмами, тобто рухомими зарядами. З іншого боку сила Лоренца, яка діє на заряджену частинку в магнітному полі пропорційна швидкості цієї частинки. В ситемі СГС вона записується , де q — величина заряду, с — швидкість світла, — швидкість частинки, — магнітна індукція. До релятивістських ефектів також відносяться: скорочення Лоренца — Фіцджеральда, релятивістське уповільнення часу, збільшення маси тіла із зростанням його енергії тощо, теорії, що розглядаються в частковій відносності. Релятивістськими називаються також ефекти загальної теорії відносності (релятивістської теорії тяжіння), наприклад ефект уповільнення перебігу часу в сильному полі тяжіння. В квантовій механіці релятивістським ефектом є, наприклад, спін-орбітальна взаємодія. (uk) |
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(fr) Relatywistyczny efekt Dopplera – efekt Dopplera zachodzący dla światła. Podobnie jak w mechanice klasycznej, relatywistyczny efekt Dopplera prowadzi do zmiany mierzonej przez obserwatora częstotliwości fali (w tym przypadku elektromagnetycznej) względem częstotliwości emitowanej przez źródło. Aby zgodnie z mechaniką relatywistyczną obliczyć taką zmianę, konieczne jest uwzględnienie przewidywanych przez szczególną teorię względności efektów, takich jak dylatacja czasu. Relatywistyczny efekt Dopplera jest szczególnie zauważalny przy względnej prędkości źródła i obserwatora bliskiej prędkości światła w próżni. (pl) 相對論性多普勒效應描述了光因為波源與觀察者的相對運動關係（一如尋常版的多普勒效應）而有的頻率（以及波長）上的變化，而在這裡又多考慮了狹義相對論帶來的效應。 相對論性多普勒效應和非相對論性版本的多普勒效應有許多不同之處，例如其方程式納入了狹義相對論中的時間展長效應。這些方程式描述了所觀察到的完全頻率差值，並具有相對論要求的洛侖茲對稱性。 (zh) تأثير دوبلر النسبي (بالإنجليزية: Relativistic Doppler effect)، هو التغيير في التردد (والطول الموجي) للضوء، الناجم عن الحركة النسبية للمصدر والمراقب (كما في تأثير دوبلر الكلاسيكي)، عند أخذ التأثيرات الموصوفة في نظرية النسبية الخاصة في الاعتبار. تأثير دوبلر النسبية مختلفة من غير النسبية تأثير دوبلر كما تشمل المعادلات وتمدد الزمن تأثير النسبية الخاصة وألا تنطوي وسيلة نشر كنقطة مرجعية. يصفون الاختلاف الكلي في الترددات المرصودة ويمتلكون تناظر لورنتز المطلوب. (ar) L'efecte Doppler relativista és el canvi observat en la freqüència de la llum procedent d'una font en moviment relatiu respecte de l'observador. Si la freqüència de la llum emesa es desplaça cap el roig s'anomena desplaçament cap el roig o decalatge cap el roig. Si la freqüència de la llum emesa es desplaça cap el blau s'anomena desplaçament cap el blau o decalatge cap el blau. El canvi en freqüència observat ve donat per la següent expressió general: on: = freqüència observada, = freqüència emesa, , amb = velocitat de la font i = velocitat de la llum. (ca) En física, el efecto Doppler relativista es el cambio observado en la frecuencia de la luz procedente de una fuente en movimiento relativo con respecto al observador. El efecto Doppler relativista es distinto del efecto Doppler de otro tipo de ondas como el sonido debido a que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador independientemente de su estado de movimiento. A su vez, requiere para su explicación el manejo de la teoría de la relatividad especial. El cambio en frecuencia observado cuando la fuente se aleja viene dado por la siguiente expresión: , donde: (es) The relativistic Doppler effect is the change in frequency (and wavelength) of light, caused by the relative motion of the source and the observer (as in the classical Doppler effect), when taking into account effects described by the special theory of relativity. The relativistic Doppler effect is different from the non-relativistic Doppler effect as the equations include the time dilation effect of special relativity and do not involve the medium of propagation as a reference point. They describe the total difference in observed frequencies and possess the required Lorentz symmetry. (en) In fisica, l'effetto Doppler relativistico è la variazione di frequenza della radiazione elettromagnetica osservata prendendo in considerazione gli effetti della relatività speciale. Si ha un effetto Doppler quando una sorgente che emette un'onda elettromagnetica di frequenza è in moto relativo rispetto all'osservatore. Se la sorgente si allontana dall'osservatore con velocità , la lunghezza d'onda misurata è maggiore di quella emessa. Se chiamiamo la lunghezza d'onda della radiazione che ci perviene quando la sorgente è ferma: dove: (it) O efeito Doppler relativístico é a mudança aparente da frequência da luz, para objetos (fonte emissora ou detector) que se movem em velocidades relativísticas. No efeito Doppler clássico, como o caso de ondas sonoras, a velocidade da fonte em relação ao detector tem influência na frequência aparente da onda (pode ser um acréscimo ou decréscimo), tomando como referencial o ar. Como a luz é uma onda eletromagnética, e não depende de um meio para propagação, a frequência observada irá apenas depender da velocidade relativa de ambos. Nesses casos relativísticos, uma distinção entre o movimento da fonte e do receptor não pode ser feita, portanto o efeito Doppler clássico não será utilizado. A razão é que o intervalo de tempo medido no referencial da fonte e do receptor são diferentes. (pt) Релятиві́стський ефе́кт — будь-яке явище у фізиці, кількісна характеристика якого визначається відношенням швидкості руху частинок фізичної системи до швидкості світла. Релятивістські ефекти відсутні для непорушних частинок і загалом незначні для частинок, швидкість яких мала. Проте в певних галузях фізики нехтувати ними не можна, оскільки вони визначають саму природу явищ. , де q — величина заряду, с — швидкість світла, — швидкість частинки, — магнітна індукція. В квантовій механіці релятивістським ефектом є, наприклад, спін-орбітальна взаємодія. (uk) |
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