关于星体退行速度的问题
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发布时间:2023-05-17 12:49
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时间:2023-09-14 10:30
首先 是 红移 和 蓝移,以上现象都是光波的多普勒效应。
红移是退行,蓝移是相行。
而且这个速度测定多是以观测者为参照物(不动)为条件进行计算的。
地球相对于其他星体也有其退/相行速度。两者速度且方向一致了,就形成了相对静止态。(记得这个应该是初中物理叫的东西)
这个现象的观测得出了 宇宙是膨胀的推论。
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法国物理学家斐索(1819-1896)于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释,指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移;如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移.
详细一点:
在单色的情况下,我们的眼睛感知的颜色可以解释为光波振动的频率,或者解释为,在1秒钟内电磁场所交替为变化的次数。在可见区域,这种效率越低,就越趋向于红色,频率越高的,就趋向于蓝色——紫色。比如,由氦——氖激光所产生的鲜红色对应的频率为4.74×1014赫兹,而汞灯的紫色对应的频率则在7× 1014赫兹以上。这个原则同样适用于声波:声音的高低的感觉对应于声音对耳朵的鼓膜施加压力的振动频率(高频声音尖厉,低频声音低沉)。
如果波源是固定不动的,不动的接收者所接收的波的振动与波源发射的波的节奏相同:发射频率等于接收频率。如果波源相对于接收者来说是移动的,比如相互远离,那么情况就不一样了。相对于接收者来说,波源产生的两个波峰之间的距离拉长了,因此两上波峰到达接收者所用的时间也变长了。那么到达接收者时频率降低,所感知的颜色向红色移动(如果波源向接收者靠近,情况则相反)。为了让读者对这个效应的影响大小有个概念,在图4中显示了多普勒频移,近似给出了一个正在远离的光源在相对速度变化时所接收到的频率。例如,在上面提到的氦——氖激光的红色谱线,当波源的速度相当于光速的一半时(参见图中所画的虚线),接收到的频率由4.74×1014赫兹下降到4.74×1014赫兹,这个数值大幅度地降移到红外线的频段。
一、声波的多普勒效应
在日常生活中,我们都会有这种经验:当一列鸣着汽笛的火车经过某观察者时,他会发现火车汽笛的声调由高变低. 为什么会发生这种现象呢?这是因为声调的高低是由声波振动频率的不同决定的,如果频率高,声调听起来就高;反之声调听起来就低.这种现象称为多普勒效应,它是用发现者克里斯蒂安·多普勒(Christian Doppler,1803-1853)的名字命名的,多普勒是奥地利物理学家和数学家.他于1842年首先发现了这种效应.为了理解这一现象,就需要考察火车以恒定速度驶近时,汽笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长缩短,好象波被压缩了.因此,在一定时间间隔内传播的波数就增加了,这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因;相反,当火车驶向远方时,声波的波长变大,好象波被拉伸了. 因此,声音听起来就显得低沉.定量分析得到f1=(u+v0)/(u-vs)f ,其中vs为波源相对于介质的速度,v0为观察者相对于介质的速度,f表示波源的固有频率,u表示波在静止介质中的传播速度. 当观察者朝波源运动时,v0取正号;当观察者背离波源(即顺着波源)运动时,v0取负号. 当波源朝观察者运动时vs前面取负号;前波源背离观察者运动时vs取正号. 从上式易知,当观察者与声源相互靠近时,f1>f ;当观察者与声源相互远离时。f1<f
二、光波的多普勒效应
具有波动性的光也会出现这种效应,它又被称为多普勒-斐索效应. 因为法国物理学家斐索(1819-1896)于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释,指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移;如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移.
三、光的多普勒效应的应用
20世纪20年代,美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时,首先发现了光谱的红移,认识到了旋涡星云正快速远离地球而去.1929年哈勃根据光普红移总结出著名的哈勃定律:星系的远离速度v与距地球的距离r成正比,即v=Hr,H为哈勃常数.根据哈勃定律和后来更多天体红移的测定,人们相信宇宙在长时间内一直在膨胀,物质密度一直在变小. 由此推知,宇宙结构在某一时刻前是不存在的,它只能是演化的产物. 因而1948年伽莫夫(G. Gamow)和他的同事们提出大爆炸宇宙模型. 20世纪60年代以来,大爆炸宇宙模型逐渐被广泛接受,以致被天文学家称为宇宙的"标准模型" . 多普勒-斐索效应使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能,这只要分析一下接收到的光的频谱就行了. 1868年,英国天文学家W. 哈金斯用这种办法测量了天狼星的视向速度(即物体远离我们而去的速度),得出了 46 km/s的速度值
热心网友
时间:2023-09-14 10:30
所谓的“退行”其实意义就是离开,凡是星体离开我们就都会产生红移,而不论速度大小,速度只影响红移量而已。
所以你只要听到是退行就必定是有红移;只有星体向我们靠近的情况下才有蓝移,不过这就不叫“退行”了。
物理学到多普勒效应就会说到红移和蓝移的。
热心网友
时间:2023-09-14 10:31
你理解有些错误,红移现象指的是离地球而去的星体,它的波长就会变长。紫移的话是指星体朝著地球的方向移动,这样,与地球的速度无关。
热心网友
时间:2023-09-14 10:31
你的说法有些问题。
1、红移紫移都是指观察者和被观察的星体间距离发生变化是看到的现象,红移是相互远离,紫移是相互靠近
2、你看退行速度定义了么?退行速度是天文学上描述天体远离而去的速度,通常是将地球当成静止不动的。因此地球没有退行速度。其他星球则是向地球靠近,退行速度为负,远离为正。
3、如果一个星体退行速度与地球一样,就是既不远离也不靠近了。自然不会有红移和紫移了。
热心网友
时间:2023-09-14 10:32
什么叫星体退行速度与地球一样?实际上推行速度本来就是观测后的唯象理论。
Hubble得到的退行速度是:速度正比于距离。而事实上这个距离指的是任意两个星体(点)之间的。
如果说地球的退行速度那么就需要看是在哪里“观测”了...但是无论在那里观测那么一定不是在地球上...
而那样的话肯定是有相同的红移了...
实际上红移是本质的,一定的蓝移很少出现,当然如果你观测别的旋转星系的话,那么在一定程度上会看到有本动or本轮的速度扰动,那才可能是蓝移