Unterschied zwischen Rotverschiebung und Doppler-Effekt

Rotverschiebung gegen Doppler-Effekt

Doppler-Effekt und Rotverschiebung sind zwei Phänomene, die auf dem Gebiet der Wellenmechanik beobachtet werden. Beide Phänomene treten aufgrund der relativen Bewegung zwischen der Quelle und dem Beobachter auf. Die Anwendungen dieser Phänomene sind enorm. Felder wie Astronomie, Astrophysik, Physik, Ingenieurwesen und sogar die Verkehrskontrolle verwenden diese Phänomene. Ein gutes Verständnis von Rotverschiebung und Dopplereffekt ist unerlässlich, um sich in Bereichen zu behaupten, die auf diesen Phänomenen starke Anwendungen haben. In diesem Artikel werden Dopplereffekt und Rotverschiebung, ihre Anwendungen, Ähnlichkeiten zwischen Rotverschiebung und Dopplereffekt und schließlich der Unterschied zwischen Dopplereffekt und Rotverschiebung diskutiert.

Doppler-Effekt

Der Doppler-Effekt ist ein wellenbezogenes Phänomen. Es gibt einige Begriffe, die definiert werden müssen, um den Doppler-Effekt zu erklären. Quelle ist der Ort, von dem die Welle oder das Signal stammt. Beobachter ist der Ort, an dem das Signal oder die Welle empfangen wird. Der Bezugsrahmen ist der sich nicht bewegende Rahmen in Bezug auf das Medium, in dem das gesamte Phänomen beobachtet wird. Die Wellengeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit der Welle im Medium in Bezug auf die Quelle.

Fall 1

Die Quelle ist immer noch in Bezug auf den Bezugsrahmen, und der Beobachter bewegt sich mit einer relativen Geschwindigkeit von V in Bezug auf die Quelle in Richtung der Quelle. Die Wellengeschwindigkeit des Mediums ist C. In diesem Fall ist die relative Geschwindigkeit der Welle C + V. Die Wellenlänge der Welle beträgt V / f₀. Durch Anwendung von V = fλ auf das System erhalten wir f = (C + V) f₀/ C. Bewegt sich der Beobachter von der Quelle weg, wird die relative Wellengeschwindigkeit zu C-V.

Fall 2

Der Beobachter steht noch in Bezug auf das Medium und die Quelle bewegt sich mit einer Relativgeschwindigkeit von U in Richtung des Beobachters. Die Quelle sendet Wellen der Frequenz f₀in Bezug auf die Quelle. Die Wellengeschwindigkeit des Mediums ist C. Die relative Wellengeschwindigkeit bleibt bei C und die Wellenlänge der Welle wird f₀ / C-U. Durch Anwendung von V = f λ auf das System erhalten wir f = C f₀/ (C-U).

Fall 3

Sowohl die Quelle als auch der Beobachter bewegen sich mit Geschwindigkeiten von U und V in Bezug auf das Medium aufeinander zu. Mit den Berechnungen in Fall 1 und Fall 2 erhalten wir die beobachtete Frequenz als f = (C + V) f₀/ (C-U).

Rotverschiebung

Rotverschiebung ist ein wellenbezogenes Phänomen, das in elektromagnetischen Wellen beobachtet wird. Wenn die Frequenzen bestimmter Spektrallinien bekannt sind, können die beobachteten Spektren mit den Standardspektren verglichen werden. Bei Sternobjekten ist dies eine sehr nützliche Methode zur Berechnung der Relativgeschwindigkeit des Objekts. Rotverschiebung ist das Phänomen der Verschiebung von Spektrallinien auf die rote Seite des elektromagnetischen Spektrums. Dies wird durch Quellen verursacht, die sich vom Beobachter entfernen. Das Gegenstück der Rotverschiebung ist die Blueshift, die durch die Quelle verursacht wird, die auf den Betrachter zukommt. Bei der Rotverschiebung wird die Wellenlängendifferenz verwendet, um die Relativgeschwindigkeit zu messen.