1. Doppler Shift:
* Frekvensförskjutning: Den mest grundläggande mätningen är Doppler -förskjutningen av ljusets frekvens. När källan rör sig mot observatören komprimeras ljusvågorna, vilket resulterar i en högre frekvens (Blueshift). Omvänt, när källan rör sig bort, sträcks vågorna, vilket resulterar i en lägre frekvens (rödskift).
* våglängdsskift: Frekvensförskjutningen innebär direkt en förändring i våglängden. BlueShifted Light har en kortare våglängd, medan rödskiftat ljus har en längre våglängd.
2. Källans hastighet:
* radiell hastighet: Genom att mäta Doppler -skiftet kan forskare beräkna den radiella hastigheten för källan, som är hastigheten med vilken den rör sig direkt mot eller bort från observatören.
* tvärhastighet: Om källan rör sig vinkelrätt mot siktlinjen kommer Doppler -skiftet att vara noll. Andra effekter, som den relativistiska avvikelsen av ljus, kan emellertid användas för att uppskatta tvärhastigheten.
3. Källans sammansättning och egenskaper:
* spektrala linjer: Ljuset som släpps ut av en källa innehåller specifika våglängder (spektrala linjer) som motsvarar de närvarande elementen och deras energinivåer. Analys av Doppler -skiftet för dessa linjer ger information om källans sammansättning.
* Temperatur och tryck: Genom att studera breddning och förskjutning av spektrala linjer kan forskare dra slutsatsen att källans temperatur och tryckförhållanden.
4. Relativistiska effekter:
* Tidsutvidgning: För källor som rör sig med mycket höga hastigheter blir relativistiska effekter betydande. Mätning av Doppler -skiftet kan hjälpa till att bestämma graden av tidsutvidgning som källan upplever.
* Längdkontraktion: I likhet med tidsutvidgning kan längdkontraktion observeras för källor som rör sig med relativistiska hastigheter och kan mätas indirekt genom Doppler -skiftanalys.
Viktiga överväganden:
* Referensram: Doppler -skiftet beror på den relativa rörelsen mellan källan och observatören. Hastigheten uppmätt är alltid relativt observatörens referensram.
* Lätthastighet: Ljushastigheten i ett vakuum är konstant, oavsett källans rörelse. Doppler -skiftet påverkar frekvensen och våglängden, men inte själva ljusets hastighet.
Genom att noggrant analysera Doppler -skiftet och andra ljusegenskaper som släpps ut av en rörlig källa får forskare värdefull insikt i universum, från rörelse av stjärnor och galaxer till sammansättningen av avlägsna föremål.
