Astronomija

Ali je pri premikanju pravokotno na smer padca še vedno rdeč premik?

Ali je pri premikanju pravokotno na smer padca še vedno rdeč premik?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ta odgovor nakazuje, da pri ničelni radialni hitrosti… ne bo Dopplerjevega premika, vendar verjetno ne bo mišljen kot natančen in absolutni.

Spomnim se, da sem o nečem takem bral v prispevku tukaj, vendar ga ne najdem. Medtem ko pri prvem vrstnem redu ni premika frekvence pri premikanju pravokotno (ne bi pričakovali, da bo prišlo do simetrije, tj. V katero smer? Gor ali dol?), Mislim, da obstaja učinek drugega reda, ki je Dopplerjev premik, povezan z majhna sprememba kota zaradi astronomske aberacije.

Vprašanje: Je to stvar? Če je odgovor pritrdilen, kaj bi bil izraz za frekvenčni premik in kako se imenuje? Če je velikost posameznega učinka $ | v / c | $ je to vedno rdeč premik in preprosto

$$ Delta f / f = - frac {v ^ 2} {c ^ 2}? $$


Ker se predmet, ki se premika pravokotno na določeno "vidno polje", nenehno spreminja obseg , prihaja dopplerjev premik, modri pri približevanju in rdeči pri odhodu.

Premik pade na nič na točki prečkanja vidne črte, ker je v tem trenutku radialna hitrost enaka nič, kot ste predlagali. Torej, splošna velikost se izračuna s pomočjo trigonometrije: obseg je dejansko hipotenuza, kosinusni krak pa razdalja do križišča. Sinusna noga je razdalja vzdolž linije potovanja predmeta med predmetom in prehodom. Diferencirajte, da dobite delto (obseg) / delto (čas).


Da, obstaja prečni relativistični Dopplerjev premik. Lahko si mislite, da ga povzroča dilatacija časa. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Relativistic_Doppler_effect

Odvisno od tega, kdaj, kje in kdo izvaja meritve, lahko pride do rdečega ali modrega premika.

npr. sprejemnik z izvorom, ki ga obkroža v krožni orbiti. Sprejemnik vidi faktor nižje frekvence (rdeči premik) $ gamma = (1 -v ^ 2 / c ^ 2) ^ {- 0,5} $. Po drugi strani pa bi sprejemnik, ki kroži okoli vira, z enakim faktorjem sprejel modro spremenjeni signal. Kdaj $ v ll c $ potem $$ gamma simeq 1 + frac {v ^ 2} {2c ^ 2} , $$ tako da je standardni (vzdolžni) Dopplerjev premik v redu $ v / c $, prečni Dopperjev premik je v redu $ v ^ 2 / c ^ 2 $.

Opomba: Ta scenarij je izbran tako, da je relativno gibanje vira in sprejemnika pravokotno na črto med njima. Vsi drugi scenariji so zapleteni z običajnim Dopplerjevim premikom, ki bi ga opazili, ker obstaja komponenta hitrosti vzdolž črte, ki povezuje vir in sprejemnik.


Dopplerjev premik

Kadar ima telo, ki oddaja sevanje, radialno hitrost, ki ni enaka nič, glede na opazovalca, se bo valovna dolžina sevanja skrajšala ali podaljšala, odvisno od tega, ali se telo premika proti opazovalcu ali od njega.

Dopplerjev premik
Rdeči in modri premiki
Zdi se, da ima svetloba gibljivih predmetov različne valovne dolžine, odvisno od relativnega gibanja vira in opazovalca.

A Dopplerjev premik je pojav spremembe frekvence glede na stališče opazovalcev. Najpogostejša analogija temu je, da stojimo ob cesti in poslušamo mimoidoči avto. Ko se avto približuje, se zasliši dokončen zvok. Ko avto mine, se zvok spremeni na nižjo frekvenco.

. Ta učinek se lahko pojavi tako pri zvoku kot pri svetlobi, saj zvok in svetloba kažeta valovito vedenje.

Premik v spektru predmeta zaradi spremembe valovne dolžine svetlobe, ki se zgodi, ko se objekt premika proti Zemlji ali od nje.
E

Sprememba valovne dolžine sevanja, prejetega od vira, zaradi njegovega gibanja vzdolž vidne črte.

Sprememba valovne dolžine valovnega gibanja, ki izhaja iz gibanja oddajajočega predmeta in / ali opazovalca vzdolž vidne črte. Valovna dolžina se poveča, ko je relativno gibanje odsotno, in zmanjša, kadar je relativno gibanje drug proti drugemu.
DVOJNA ZVEZDA.

vročih koronalnih linij na območju maha aktivne regije A115
N. Dadashi, L. Teriaca, D. Tripathi, S. K. Solanki in T. Wiegelmann
DOI:.

(a) Modri ​​ali rdeči premik, ki ga povzroči gibanje predmeta proti nam ali stran od njega. Če se zvezda premakne proti nam, se njeni svetlobni valovi stisnejo in njen spekter se modro premakne, če se zvezda oddalji od nas, se njeni svetlobni valovi raztegnejo in njen spekter se rdeče premakne.

(ali Dopplerjev učinek) je povečanje ali zmanjšanje valovne dolžine, ko se objekt, ki oddaja val, premika glede na opazovalca.

To se uporablja v kozmologiji in spektroskopiji (glej sliko spodaj).
& # 9733 Dvojna zvezda Dve zvezdi, ki se na nebu prikažeta tesno skupaj. Optične dvojice so naključne poravnave zvezd, gledano z Zemlje, medtem ko so zvezde v binarnem ali večkratnem sistemu dejansko povezane z medsebojno gravitacijo.

- Ta formula je bila prvotno uvedena, ko se je razpravljalo o svetlobi, zdaj pa jo ponovno preučujemo. V bistvu prikazuje, koliko svetlobe vpliva na hitrost, in nam (astronomom) omogoča, da določimo hitrosti na podlagi merljivih učinkov.
Formula: v = c x / kjer:.

- UCLA
Cefeidne spremenljive zvezde in določanje razdalje - Avstralski doseg s teleskopom in Ed.
Merjenje razdalj do zvezd
Lestvica kozmične razdalje in standardne sveče - UTK
Kozmična oddaljena lestev - Wiki
Trk Andromede / Mlečne poti - planetarij Hayden.

študije grozdov galaksij, ki jih je leta 1937 opravil Fritz Zwicky, so pokazale, da se večina galaksij giblje veliko hitreje, kot se je zdelo mogoče iz tistega, kar je bilo znano o masi jate.

iz Velikega poka
Scenarij znanstvene fantastike za let na Mars
Lunino gibanje.

- (št.)
Sprememba frekvence, ki je posledica relativnega gibanja vzdolž črte med oddajnikom in sprejemnikom. Če se vir in sprejemnik približujeta drug drugemu, je sprejeta frekvenca večja od frekvence, ki jo odda faktor, odvisno od dejanske relativne hitrosti.

24.6 Dokazi za črne luknje, 27.1 kvazarji
Drake30.4 Iskanje nezemeljske inteligence
Drakejeva enačba 30.4 Iskanje nezemeljske inteligence.

v zvezdnem spektru svetlobe pogosto kaže na prisotnost planetov. Za razliko od prejšnje opreme, ki je pogosto pogrešala nekaj te svetlobe, novi sistem uporablja skupino optičnih vlaken, da zbere vso svetlobo zvezd, poveča učinkovitost in podvoji Dopplerjevo natančnost.

spektralnih značilnosti proti daljšim valovnim dolžinam, kar kaže na recesijo vira.
rdeči premik galaksij
Premik proti daljšim valovnim dolžinam v svetlobi oddaljenih galaksij zaradi njihove recesije iz sončnega sistema. Povečuje se z razdaljo galaksij.

: Ta metoda se opira tudi na dejstvo, da planet in zvezda krožita okoli skupnega masnega središča. Če je orbita na robu, se bo zvezda premaknila proti nam in se nato v svoji majhni orbiti oddaljila od nas.

Na katere so se osredotočili, so bili najbolj občutljivi na magnetno aktivnost.

nam daje hitrost zvezde proti nam ali stran od nas, torej radialno gibanje. Gibanje pravokotno na našo vidno polje je znano kot pravilno gibanje zvezde. Pravilno gibanje lahko določimo s skrbnim merjenjem zvezdnih položajev v daljšem časovnem obdobju.

Večini znan tudi kot Dopplerjev učinek

pojasnjuje pojav spremembe frekvence vala glede na opazovalca. To lahko opazimo, ko se mimo vas pripelje reševalno vozilo in se glasnost sirene ne ujema povsem z bližino rešilca.

Andromeda s svetlobo pospešuje do nas s hitrostjo 68 milj na sekundo (110 kilometrov na sekundo). Primerjajte to s svetlobo Andromede, ki se giblje proti nam s hitrostjo 186.000 milj na sekundo (300.000 km / s).

ali Dopplerjev učinek: sprememba valovne dolžine zaradi relativnega gibanja vira in sprejemnika. Stvari, ki se premikajo proti vam, imajo skrajšane valovne dolžine. Stvari, ki se odmikajo, se podaljšajo.

. Sprememba zaznane frekvence sevanega signala, ki jo povzroči gibanje vira glede na opazovalca. hitrost odmerjanja. Hitrost absorpcije sevalne energije v živem tkivu, izražena v centisievertih na enoto časa. DSD. Oglejte si temen val na disku. DSF.

Nanaša se na navidezni premik v spektralnih črtah. Če se galaksija premika proti naši Galaksiji ali stran od nje, se zdi, da svetloba, ki jo vidimo iz te galaksije, drugačna od tiste, ki bi bila, če bi galaksije "stale na mestu".

: Sprememba frekvence vala (svetloba, zvok itd.) Zaradi relativnega gibanja vira in sprejemnika. Stvari, ki se premikajo proti vam, imajo skrajšane valovne dolžine. Stvari, ki se oddaljujejo, se podaljšajo.
DORSUM: Greben.

je najbolj znan po zvokih, ki jih proizvajajo vozila. Bližajoči se vlak na primer zasliši višji zvok kot tisti, ki se odmika od vas. Zvočni valovi so v prvem primeru "potisnjeni skupaj", v drugem pa "raztegnjeni".

- sprememba frekvence (ali valovne dolžine) iz vira zaradi relativnega gibanja vira in opazovalne galaksije - gravitacijsko vezana skupina zvezd, plinov in prahu, ki je fizično izolirana v vesolju Splošna relativnost - teorija, ki trdi, da je vse ,.

Po drugi strani pa je, če se oba ločujeta, opazovana valovna dolžina videti daljša od valovne dolžine, ki bi jo izmerili v mirovanju. The

ali Dopplerjev učinek je spoznanje, da je sprememba valovne dolžine & Oslash & lambda.

je preprost premik frekvence zaradi razlike radialne hitrosti vr med virom in opazovalcem, podan z Dl = (vr / c) l0, kjer je l0 prvotna valovna dolžina.

. V primeru zvoka ali katerega koli drugega gibanja valov, kjer obstaja resnično sredstvo širjenja (razen svetlobe in drugih elektromagnetnih sevanj), je treba ločiti dva glavna primera: Če se vir giblje s hitrostjo v glede na medij, ki širi valove v.

Vemo, da je Sigma Aql dvojna, ker se v spektru pojavita dve zvezdici (vsaka prikazuje svojo

s) in ker se vsakih 1.95026 dni medsebojno zasenčijo, glavni mrk povzroči potop približno 0,2 magnitude.

To je bilo doseženo z merjenjem

v sledilnem signalu pasu S, ko doseže Zemljo, ki ga je mogoče pretvoriti v pospeške vesoljskih plovil.

, vemo, da bodo črte ene zvezde modro premikane, medtem ko bodo črte druge zvezde rdeče. Ko se dve zvezdi krožita med seboj, se zdi, da se vsak niz črt premika naprej in nazaj.

v spektralnih črtah odvisna od relativne hitrosti? Kako je smer premika spektralnih črt odvisna od smeri gibanja?

(Odstavek 24.5) Do sedaj smo rdeči premik galaksij razlagali kot a

, posledica njihovega gibanja glede na nas. Vendar smo pravkar trdili, da se galaksije dejansko ne premikajo glede na vesolje, v tem primeru je Dopplerjeva interpretacija napačna.

) je povečanje ali zmanjšanje valovne dolžine sevanja, ki ga oddaja predmet, kot ga opazujemo z Zemlje, ko se objekt premika glede na opazovalca.

Konec osemdesetih let prejšnjega stoletja iskanje z večkratnim, natančnim

meritve šibkih gravitacijskih motenj spremljevalnih predmetov, majhnih kot 20-krat večja od Jupitrove mase, ki se nahajajo znotraj 10 AU od Rossa 248, so bile negativne (Butler in Benitz, 1989).

s, te spremembe kažejo na orbitalne hitrosti velikosti 1/1000 hitrosti svetlobe.

Na neki točki pridejo v poštev učinki posebne relativnosti in svetloba iz galaksije je

zniža hitrost, s katero fotoni iz galaksije prispejo na Zemljo.

"Z merjenjem sprememb v

, s pomočjo Chandre lahko določimo, od kod prihaja sevanje na te zvezde, in izkazalo se je, da ni tam, kjer bi ga mnogi znanstveniki pričakovali, "je dejal Andrea Dupree iz SAO.

je v astronomskih telesih zlahka zaznan s premiki valovnih dolžin spektralnih črt. Približujoče se telo ima spektralne črte premaknjene proti daljšim valovnim dolžinam, v poljudnem astronomskem jeziku "proti modri" ("modri premik", ne glede na dejanske barve črt).

Supergranule so veliko večje različice granul (približno 35.000 km v širini), vendar jih je najbolje videti pri meritvah "

"kjer se svetloba materiala, ki se premika proti nam, premakne v modro, svetloba materiala, ki se oddaljuje od nas, pa v rdečo.

radijskih signalov, poslanih nazaj na Zemljo, bo omogočil natančno določanje sprememb v orbiti, kar bo omogočilo model Marsovega gravitacijskega polja. Ko vesoljsko plovilo prehaja čez polove na vsaki orbiti, radijski signali prehajajo skozi Marsovsko atmosfero na poti do Zemlje.

Krivulje galaktičnega vrtenja prikazujejo krožno hitrost galaksije (ki jo lahko izmerimo s pomočjo

HI regij zadnje in vodilne strani, gledano z Zemlje) v primerjavi z razdaljo od središča vrtenja.

Na svoji razdalji skoraj 37 svetlobnih let je to gibanje v kombinaciji z gibanjem vzdolž naše vidne črte izmerjeno spektroskopsko z uporabo

, daje vesoljsko hitrost približno 76 milj na sekundo glede na naše Sonce.

Vesto Slipher je poskušal izmeriti

svetlobe z Venere, vendar je ugotovil, da ni mogel zaznati nobenega vrtenja. Domneval je, da mora planet imeti veliko daljše obdobje vrtenja, kot so mislili prej. [124 & # 93 Kasnejša dela v petdesetih letih so pokazala, da je bila rotacija retrogradna.

Pulsarji olajšajo iskanje eksoplanetov, saj celo majhna telesa, ki krožijo, povzročijo zaznav

v impulzih. Najmanjši predmet, ki ga zaznamo zunaj sončnega sistema, je lunin objekt, ki kroži okoli pulsarja.
Nevtronske zvezde, ki niso pulzarji, je zelo težko zaznati.
Črne luknje.

Če pa se ta zvezda oddaljuje od nas, se vse te absorpcijske črte podvržejo

in se pomaknite proti rdečemu delu mavrice. Temu pravimo rdeči premik.

Spektroskopska opazovanja v začetku 20. stoletja so dala tudi prve namige o venerinem kroženju. Vesto Slipher je poskušal izmeriti

svetlobe z Venere. Po ugotovitvi, da ne more zaznati nobene rotacije, je domneval, da mora planet imeti zelo dolgo obdobje rotacije.

Zvezda in njen planet krožita drug okoli drugega. Planet se premika po široki orbiti, medtem ko se zdi, da se zvezda le mahne. Z merjenjem

svetlobe, ki prihaja z zvezde, lahko znanstveniki zaznajo drobno gibanje, ki ga povzroča planet. Večina oddaljenih planetov je bila odkrita na ta način.

To je merjenje količine svetlobe iz galaksij, ki se je raztezala zaradi njihovega gibanja. Uporabljati

odkril je, da galaksije okoli galaksije Rimske ceste potujejo z zelo hitro hitrostjo in se oddaljujejo od nas.

Dopplerjev vremenski radar: Podobno načelo odbiva mikrovalovne radarske signale znane valovne dolžine od oblakov, izmeri odsevano valovno dolžino. The

njen znak (modri ali rdeči) pa prikazuje hitrost in smer oblakov.

Spektroskopska binarna - par zvezd, katerih binarno naravo je mogoče zaznati z opazovanjem periodike

s svojih spektralnih črt, ko se premikajo druga okoli druge
Spektroskopija - snemanje in analiza spektrov
Spicule - vroč curek plina, ki se premika navzven skozi sončno kromosfero.

Na primer, na mejah občutljivosti HARPS lahko zazna a

v rotaciji zvezde s samo štirimi kilometri na uro, ki bi jo povzročila gravitacija planeta z dvema masama Zemlje, ki vleče zvezdo v vsako orbito.

prečno gibanje Gibanje pravokotno na določeno vidno črto, kar nima za posledico

navigacijski satelit, umetni satelit, izrecno zasnovan za pomoč pri navigaciji po morskem in zračnem prometu. Sateliti zgodnje navigacije, od serije Transit, lansirane leta 1960, do navigacijskega satelitskega sistema ameriške mornarice, so se opirali na

Zeta Leporis ima zvezdno klasifikacijo A2 IV-V (n). Znak (n) označuje, da so absorpcijske črte v zvezdnem spektru videti meglice, ker je zvezda hitra predilnica, zaradi česar se absorpcijske črte zaradi

. Hitrost zvezde je 245 km / s.

17. januarja 1996 sta Geoffrey Marcy in Paul Butler objavila odkritje planetov, ki krožijo okoli zvezd 70 Virginis in 47 Ursae Majoris. 70 Vir je zvezda G5V (glavno zaporedje), približno 78 svetlobnih let od Zemlje. 47 UMa je ​​zvezda G0V, oddaljena približno 44 svetlobnih let. Ti so bili odkriti z uporabo istega

Recimo, na primer, da ste želeli izmeriti hitrosti širjenja planetarne meglice, ki so običajno približno 10 kilometrov na sekundo, s črtami v rdečem delu optičnega spektra (približno 6500 Angstremov). Enačba za

s pravi, da bi se radi prepričali, ali zmore spektrograf.

Ko zvezde krožijo druga okoli druge, se svetloba, ki jo oddajajo, nekoliko premakne modro ali rdeče, odvisno od tega, ali se premikajo proti nam ali stran. Te tako imenovane

To so astronomi pobrali leta 1890, kar kaže na to, da je imela Spica A spremljevalca.

Binarne zvezde ustvarjajo premikajoče se spektre zaradi svojega orbitalnega gibanja, ki je izmenično rdeče in modro premikano. (Binarni gibi zvezd se imenujejo

s.) Veliko našega znanja o astronomiji, na primer mase zvezd in razdalje do galaksij,.

Spekter te zvezde kaže tipično

binarnih datotek. Zvezdi se vrtita vsaka 5,6 dni. To seveda ni amaterski objekt. Nekaj ​​več informacij najdete v članku observatorija Jagelonske univerze v Krakovu.


Odgovori in odgovori

Mislim, da ima Mathman prav, da zvezde v galaksiji na splošno ne spirali navznoter. Vendar vaša objava spodbuja še eno podobno misel. Nahajamo se nekje na sredini med sredino Rimske ceste in perimiterjem. Ali ne bi bilo mogoče opaziti modrega premika zvezd od zunaj oboda od nas in ustreznega rdečega premika zvezd od bližje središča samo zaradi njihove lege v gravitacijskem vodnjaku galaksije kot celote? Mislim, da bi bil ta učinek zelo majhen in ga je težko zaznati zaradi posameznih gibanj zvezd v orbiti okoli središča galaksije.

Ali kdo ve, ali so dolge osi posameznih eliptičnih orbit okoli galaksije praviloma vzporedne ali naključno usmerjene?

Vijačenje proti sredini naj bi bilo splošno. Vsak objekt bo imel orbito, ki bi bila najverjetneje eliptična, vendar bi gravitacijska polja, ki bi jih naletela na druge bližnje predmete v ne-vzporednih orbitah, povzročila vožnjo & quotbumpy & quot.

Da je objekt v orbiti, zahteva hitrost z radialno usmerjenim vektorjem, ki ga zadrži v orbiti. Ta radialna komponenta me zanima in kako vpliva na premik.Predstavljal sem si, da bi bil le majhen, vendar se je zdelo, da bi bil rdeči premik zaradi te radialne hitrosti iz katerega koli referenčnega okvira, razen vzporednega z osrednjo osjo galaksije, vedno večji od modrega. Zdi se, da se to dogaja in nisem mogel najti reference, ki bi upoštevala ta vektor ali ga poskušala izmeriti.

Rdeči in modri premik v 21-centimetrski radijski liniji HI se običajno uporablja za merjenje vrtenja naše in drugih galaksij. Torej da, ta učinek je znan in izkoriščen. Vendar je obseg tega frekvenčnega premika razmeroma majhen, zato je za oddaljene galaksije kozmološki rdeči premik veliko večji.

Pri zajemanju spektra oddaljene galaksije za določitev njenega rdečega premika se upošteva svetloba celotne galaksije. To dejansko pomeni, da je nekaj svetlobe zaradi vrtenja galaksije nekoliko bolj rdeče premaknjeno, nekatere pa bolj modro. Učinek tega, če svetlobo obravnavamo skupaj, je, da nekoliko razmažemo vsako črto v spektru, saj rdeči premik ni povsem enak. Kot rečem, je ta učinek razmeroma majhen in to zamazovanje ni velik problem. Frekvenca središča vrha ne spremeni in zato ne vpliva na merjenje rdečega premika.

Razumem razlog, zakaj ne moremo videti središča naše galaksije. Toda učinek ni omejen na našo galaksijo.

Zdi se, da preprosto ni nikogar, ki bi imel dostop do velikega teleskopa, ki je skeniral po galaksiji in poskusno preveril, kaj pravite. Če obstaja, nisem našel reference.

V zvezi z mojim iskanjem obstaja vprašanje, kako če se prostor širi in se galaksije ločujejo, kako bi lahko trčili.

Oglejte si http://hubblesite.org/gallery/album/galaxy_collection/", kjer najdete številne čudovite slike galaksij, posnete s Hubblom. Kot boste videli, je središče skoraj vedno najsvetlejši del, razen v primerih, ko je diskovna galaksija vidna na robu.

Kartiranje krivulj vrtenja galaksij (tj. Skeniranje po galaksiji, ki meri relativni rdeči in modri premik) se izvaja približno 70 let. Hitro iskanje po ADS je prineslo nekaj več kot 80 tisoč prispevkov. http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/n. xt_wgt = DA & ampttl_sco = DA & amptxt_sco = DA & ampversion = 1 & quot je rezultat iskanja.

Samo za udarce si oglejte http://adsabs.harvard.edu/abs/1914LowOB. 2. 66S & quot papir iz leta 1914, ki opisuje preslikavo vrtenja meglice & quotVirgo ', ki je zdaj znana kot galaksija, s spektroskopijo (tj. Za iskanje doppler-premika). Ko je bila ta meritev izvedena, sploh nismo vedeli, da obstajajo druge galaksije kot naša.

Kar zadeva vaše zadnje vprašanje, se prostor v dobesednem pomenu besed ne širi. Popolnoma sprejemljivo je razmišljati o naraščajočem vesolju kot o galaksijah, ki letijo narazen, samo zapomnite si, da se vse oddaljuje od vsega drugega, ne od katere koli osrednje točke. Opažanja dejansko kažejo, da so bile združitve galaksij v preteklosti veliko bolj pogoste kot danes, saj je bilo vesolje včasih veliko bolj gneče. Vsekakor Vesolje ni povsem gladko in obstaja veliko regij, na primer kopice galaksij, kjer širitev sploh ni. Lokalna prevelika gravitacija je galaksije zajela tako, da so zdaj vezan sistem. Znotraj teh kopic galaksije letijo okoli, ki približno krožijo okoli središča kopice. Včasih trčijo z drugimi galaksijami v isti kopici.


Ali je pri premikanju pravokotno na smer padca še vedno rdeč premik? - astronomija

Že vrsto let sem zunaj fakultete in magistrske šole, a eno majhno vprašanje, ki se mi je pojavilo med prvošolsko astronomijo, me še vedno muči. Če lahko z rdečim premikom določimo hitrost in smer, s katero se predmeti odmikajo od Zemlje, ne bi mogli vzeti vzorcev predmetov in iz njihove hitrosti in gibanja ekstrapolirati izvora ali točke v vesolju, iz katere potujejo , tj. izhodišče velikega poka? Prebral sem drugo vprašanje, ki pojasnjuje, kako se vsi predmeti oddaljujejo drug od drugega in kako se prostor širi, vendar to ne pomeni dejstva, da je Veliki pok vedno opisan kot ta drobna točka super zgoščene snovi. Razmišljam, da bi nas ekstrapolacijski rdeči premiki lahko usmerili nazaj k tej točki snovi. Hvala za vaš čas.

Veliki pok pogosto opisujejo kot drobno snov, vendar je to preveč poenostavitev. Če bi se Veliki pok zgodil v točno določeni točki v vesolju in izbruhnil galaksije v vse smeri, potem bi pričakovali, da je naša galaksija ena izmed mnogih galaksij, ki sedijo na lupini galaksij, ki se širi, s središčem te lupine, ki je točka " Bang. " To pa ni tisto, kar vidimo, in ne tisto, kar BB napoveduje.

Če bi bili na lupini galaksij, bi videli veliko galaksij, ko bi gledali v smeri vzdolž lupine, in nekaj galaksij, ko bi gledali pravokotno na (navzven ali navzdol) lupino. Poleg tega bi bile razdalje in rdeči premiki v takem scenariju odvisni od smeri, v katero smo gledali. Ko smo se dotaknili lupine, smo videli številne bližnje galaksije z majhnimi rdečimi premiki. Ko smo pogledali navzdol v lupino, smo videli bolj oddaljene galaksije z višjimi rdečimi premiki. (Zgoraj iz lupine bi videli samo prazen prostor.) To ni tisto, kar vidimo. Galaksije, oddaljene in bližnje, so enakomerno razporejene povsod okoli nas. Število galaksij in njihovi rdeči premiki so popolnoma neodvisni v katero smer gledamo (pravimo, da so "homogene") in da je homogena porazdelitev tudi "izotropna", kar pomeni, da ne glede na to, kje v vesolju ste bili, bi videli popolnoma enaka povprečna porazdelitev galaksij in rdečih premikov.

Ne, tista majhna točka snovi, ki je bila Veliki pok, ni bila majhna točka stvari znotraj praznega vesolja. Pravzaprav je bilo celo opazovano vesolje. Ni bilo "zunaj" tiste točke, v katero bi lahko eksplodiral. Dejansko Veliki pok sploh ni bil eksplozija, ampak je bilo preprosto zelo vroče stanje zgodnjega vesolja. Takrat so bile razdalje med predmeti veliko krajše, a vesolje je bilo še vedno homogeno in izotropno. Kjer koli ste bili v zgodnjem vesolju, boste videli homogeno, enakomerno porazdelitev snovi in ​​energije okoli sebe. Zunaj te točke snovi ni bilo praznega "prostora", v katerega bi se lahko razširil, saj je bil ves prostor že v tej majhni "točki". Širjenje vesolja se kaže le v raztezanju vesolja samega, nenehno narašča razdalja med oddaljenimi predmeti, ne pa v nekem "praznem prostoru", ki se postopoma polni, ko se snov pretaka vanj. Te razdalje se enakomerno širijo v vse smeri in jih zato ni mogoče izslediti do ene same točke. Če poskusite to storiti, ugotovite, da je ena točka vaš teleskop, ne glede na to, od kod v vesolju opazujete. Navsezadnje je bila zadevna "točka" ves prostor - celotno opazovano vesolje. Veliki pok se je zgodil povsod. Zgodilo se je ravno tam, kjer sediš, kjer je zdaj galaksija Andreomeda in v najbolj oddaljenih delih vesolja. Samo dosežki vesolja niso bili tako oddaljeni pred mnogimi milijardami let.

Stran je bila nazadnje posodobljena 27. junija 2015.

O avtorju

Dave Kornreich

Dave je bil ustanovitelj Ask a Astronomer. Leta 2001 je doktoriral pri Cornellu in je zdaj docent na Oddelku za fiziko in fizične znanosti na Humboldtovi državni univerzi v Kaliforniji. Tam vodi svojo različico Vprašaj astronoma. Pomaga nam tudi pri čudnem kozmološkem vprašanju.


Krčenje dolžine

Lorentzova transformacija vodi do krčenja navidezne dolžine predmeta v gibljivem okvirju, kot je razvidno iz fiksnega okvira. Dolžina ravnila v svojem referenčnem okviru se imenuje ustrezne dolžine. Razmislite o natančno izmerjeni palici z znano pravilno dolžino (L_p = x ^ < prime> _2 & minus x ^ < prime> _1 ), ki je v mirovanju v premikajočem se osnovnem okvirju. Lokacije obeh koncev te palice se merijo na a dan v mirujočem okvirju, (t_1 = t_2 ), s fotografiranjem premične palice. Ustrezna mesta v gibljivem okvirju so:

[x ^ < prime> _2 = gama (x_2 & minus vt_2) oznaka <17.11> x ^ < prime> _1 = gama (x_1 & minus vt_1) ]

Ker je (t_2 = t_1 ), so izmerjene dolžine v obeh okvirih povezane z:

To pomeni, da so dolžine povezane z:

Upoštevajte, da se gibljiva palica v smeri gibanja zdi krajša. Ko se (v rightarrow c ) navidezna dolžina zmanjša v smer gibanja na nič, dimenzije pravokotne na smer gibanja pa se ne spremenijo. To se imenuje Lorentzova kontrakcija. Če bi lahko vozili kolo s hitrostjo svetlobe, bi opazili, da so nepremični avtomobili, zgradbe in ljudje videti stisnjeni v smeri, v katero potujete. Tudi predmeti, ki so bolj oddaljeni po kateri koli stranski ulici, bi bili popačeni v smeri vožnje. Fotografija, ki jo je posnel mirujoči opazovalec, kaže, da je bilo gibljivo kolo v smeri vožnje krčeno Lorentz in da bi bili mirujoči predmeti normalni.


Kozmologija je tvoj prijatelj

In začel bom s tem, da gre za priljubljeno in zelo pogosto napačno predstavo. Pok ni bil eksplozija in ga ni mogoče pravilno obravnavati kot analogno eksploziji. Gre za povsem drugačno stvar. & Quotbang & quot zgodilo hkrati povsod v vesolju, na vseh krajih in v vseh časih. Ni središča in ni & quote & quot. Ali tako je, če je splošna relativnost (GR) resnična predstavitev fizike vesolja in časa. Če ne, potem opraskaj vse, kar sem rekel. Vse trditve o izvoru in zgodnji zgodovini vesolja so popolnoma odvisne od predpostavk, ki temeljijo na kozmološkem modelu. V tem primeru model zagotavlja splošna relativnost, vendar obstajajo tisti, ki zagovarjajo druge teorije, na katerih temeljijo drugi modeli.

Dobesedna razlaga GR zahteva, da se je vesolje začelo v & quot; edinstvenem & quot; stanju, kar se navadno napačno razlaga kot & quot; neskončno majhno & quot; v resnici pa pomeni & quotudefined & quot. Izvor vesolja ni mogoče opisati ali razložiti s klasičnimi GR. Posledično se kozmologija na splošno ni ukvarjala z vprašanjem izvora in se je zadovoljila z opisom zgodovine vesolja po poreklu.

Vsaka teorija, ki naj bi opisala ali razložila izvor vesolja, mora, kolikor vemo, vključevati kvantno teorijo polja. Toda GR, ki nima kvantnih vidikov, je edina izvedljiva teorija vesolja-časa. Torej se veliko trudi pri poskusih & quotquantize & quot GR. Teorija strun & amp; Loop Quantum Gravity so najbolj znana, čeprav so v teku druga prizadevanja. Šele ko bo takšna teorija na voljo, bo lahko kdo smiselno obravnaval vprašanje izvora vesolja.

Kratek odgovor: Nihče ne ve.
Dolg odgovor: Na to vprašanje ni dobrega fizičnega odgovora. Matematičnih odgovorov je več. Trenutno najbolj priljubljen odgovor med kozmologi je & quotcosmological konstanta & quot (CC). Prvotno ga je izumil Einstein in ga v svoje enačbe splošne relativnosti vstavil, da bi ohranil statično vesolje, CC deluje ravno tako, da prisili vesolje, da se širi hitreje, kot bi se, če bi se samo vrnilo po poku. Fizična interpretacija CC je lahko kvantno mehanska energija, vgrajena v vesolje-čas. Toda v Einsteinovih enačbah obstajajo še drugi deli in ojačevalniki, kjer se lahko širi sila, ki se širi. Quintessence je kozmološka ideja, ki izraža pospešeno ekspanzijo v obliki sile, vgrajene v prostorsko-časovne enačbe splošne relativnosti. Ima prednost pred CC, ker ni treba, da je povsod konstantna in amp. Ima pa slabost, saj je njegova funkcionalna oblika popolnoma neznana (in morda neznana), zato lahko s pomočjo quintessence ustvarimo vesolja, ki se pospešijo, nato pa nenadoma zaškripnejo do ustavitve in ojačevalne pogodbe, brez posebnega fizičnega razloga, ampak samo zato, ker tako se obnaša funkcionalna oblika. In obstaja še nekaj drugih, podobnih kandidatov za pospeševalno silo.

Ne, ampak odgovor spet morda ne bo preveč enostaven. Resnična točka naraščajoče kozmologije vesolja (& quotbig bang & quot) je, da širitev ni gibanje galaksij skozi vesolje-čas, temveč gibanje vesolja-časa, ki galaksije nosi skupaj s seboj. Vesoljski čas si predstavljajte kot ravno elastično folijo, ki se razteza tako, da se istočasno razteza navzven v vse smeri iz vsake točke. Ko se list razširi navzven, bo na njem vse, kar sedi. Stvari, ki so bolj oddaljene, imajo daljšo razdaljo med raztezanjem in ojačevanjem. Če se list konstantno širi, na enoto dolžine, daljša razdalja se bo nato hitreje razširila, ker ima večje število dolžin enot. Vidite lahko, da v enotah, ki se uporabljajo za izražanje številčne vrednosti Hubblove konstante, recimo približno 70 km / s / Mpc. To je 70 kilometrov na sekundo na megaparsek, hitrost (km / s) na enoto razdalje (Mpc). Torej, dlje ko pridete, večja je hitrost širjenja. Tako se nam zdi širjenje vesolja.

Zdaj pa razmislite o razliki med tem, kar je vesolje je, in kaj vesolje izgleda kot. Če stvari razumemo bolj ali manj pravilno, potem gledamo v globoko nebo, gledamo dlje v daljavo in dlje nazaj v čas. Če se vesolje širi, potem, ko pogledamo dlje nazaj v čas, pogledamo na manjše vesolje. Toda od tega, kje sedimo, se zdi, da nas vesolje obdaja kot vedno bolj oddaljene sferične lupine, ki so videti večje, kolikor dlje gremo. Ker se vesolje dejansko manjša, dlje ko smo videti, večje je videti od tu. Vesolje torej vidimo, kot da je skozi močno popačujočo lečo videti precej drugače, kot je v resnici. Zato v kozmologiji bolj prevladujejo matematika in matematični modeli kot bolj običajna astronomija in astrofizika.

Vesolje & quotis & quot, kako izgleda od tu. Konec koncev, kako sploh lahko z besedo & quotis & quot opišemo nekaj, kar se razteza skozi čas, od včeraj do 10 milijard let, naenkrat? Zaradi tega, skupaj z izkrivljanjem razdalje, je kozmologija težavna stvar za pogovor!

Čeprav so zgornji odgovori na mestu, bi rad dodal, da četudi bi domnevali, da bi rdeči premiki nastali iz dejanskega gibanja, bi nam najbližji predmeti še vedno pokazali najnižje gibe (nizki rdeči premiki) tudi v pospešenem vesolju. Pomembno je, da govorite o gibanju oddaljenih predmetov, vendar morate upoštevati tudi naše gibanje, ker to prispeva tudi k rdečemu premiku. Dala vam bom enodimenzionalno ponazoritev tega. Tukaj imam enodimenzionalno vesolje, predstavljeno v 4 trenutkih časa (A - D), razdalja med posameznimi predmeti pa se pospešuje, tako da se podvoji med vsakim trenutkom časa (predmeti: 1 - 4 so galaksije, E je Zemlja, točke predstavljajo določene razdalja praznega prostora):

Tu je objekt 1 najbolj oddaljen od Zemlje in sčasoma se Zemlja vzdolž nekaterih drugih predmetov oddaljuje od njega. Upoštevajte, da se zdi, da objekt 1 še vedno miruje. V trenutku A je razdalja med vsemi predmeti in njihovimi najbližjimi sosedi eno enoto prostora, ki jo med posameznimi predmeti predstavlja ena točka.

Vidite, da se razdalja med E in 4 povečuje iz ene enote prostora na dve enoti prostora med trenutkoma A in B, tako da lahko rečemo, da sta hitrosti E in 4 glede na drug drugega ena enota prostora na en trenutek čas (v trenutku časa B).

Podobno se razdalja med E in 3 poveča iz dveh enot prostora na štiri enote prostora med A in B. To pomeni, da sta hitrosti E in 3 glede na drug drugega 4 - 2 = 2 enoti prostora v enem trenutku časa . Torej ima objekt 3 z vidika Zemlje dvakrat večjo hitrost kot objekt 4, objekt 3 pa je dvakrat bolj oddaljen od Zemlje kot objekt 4. To vajo lahko ponovite z drugimi predmeti in drugimi trenutki časa na moji ilustraciji. glejte, da v vseh primerih dobite večje hitrosti za bolj oddaljene predmete.

Torej, moj odgovor na vaše vprašanje bi bil, da tudi če so naši najbližji predmeti imeli več časa za pospeševanje kot oddaljeni predmeti, tudi mi pospešujemo z njimi, zato med nami in najbližjimi predmeti ni velike razlike v hitrosti, je pa ogromno hitrostna razlika med nami in oddaljenimi predmeti, ker smo imeli čas pospešiti.

Ilustracijo lahko predstavimo tudi tako:

Zdi se, da Zemlja ostaja mirna, vendar izračunane hitrosti delujejo kot prej. Lahko tudi poskusimo ponazoriti, kaj Tim pravi, da predmeti ostanejo mirni in več prostora & raste med njimi:


Poglavje 6 Pospešek in splošna relativnost

Splošna relativnost je Einsteinova in rsquosova razširitev posebne relativnosti, da vključi gravitacijo. Pomemben vidik splošne relativnosti je, da vesoljski čas ni več nujno ravno, ampak je dejansko lahko ukrivljen pod vplivom mase. Razumevanje ukrivljenega vesolja je napredna tema, ki na ravni tega besedila ni lahko dostopna. Izkazalo pa se je, da lahko nekaj vpogleda v splošne relativistične pojave dobimo s preučevanjem učinkov pospeševanja v ravnem (vendar ne evklidskem) prostoru posebne relativnosti.

Osrednja predpostavka splošne relativnosti je načelo enakovrednosti, ki pravi, da je gravitacija sila, ki izvira iz pospešenega referenčnega okvira. Da bi to razumeli, moramo najprej raziskati koncept pospeševanja. Nato vidimo, kako to vodi do pojavov, kot so gravitacijski rdeči premik, obzorja dogodkov in črne luknje. Predhodno predstavimo tudi pojma sile in mase.

Pospešek

Predstavljajte si, da ste v močnem luksuznem avtomobilu, ki se je ustavil ob semaforju. Ko sedite tam, vas gravitacija potisne v udoben usnjen sedež. Lučka zasveti zeleno in vi & ldquofloor & rdquo. Avto pospeši, dodatna sila pa vas potisne v naslon sedeža. Zaokrožite krivuljo in še ena sila vas potisne proti zunanji strani krivulje. (Toda dobro oblikovan sedež in varnostni pas preprečujeta nelagodje!)

Slika 6.1: Primer linearnega gibanja.

Preučimo idejo pospešek natančneje. Glede na prvi pospešek v eni dimenziji slika 6.1 prikazuje položaj predmeta v odvisnosti od časa, (x ) ( (t )). Hitrost je preprosto časovna hitrost spremembe položaja:

Pospešek je časovna hitrost spremembe hitrosti:

[dv (t) d2x- (t) a (t) = dt = dt2. oznaka <6.2> ]

Na sliki 6.1 ima samo odsek OA nič hitrost. Hitrost narašča v AB in pospešek je tam pozitiven. Hitrost je v BC konstantna, kar pomeni, da je pospešek enak nič. Hitrost se pri CD-ju zmanjšuje, pospešek pa je negativen. Končno je v DE hitrost negativna, pospešek pa nič.

V dveh ali treh dimenzijah so položaj (x ), hitrost (v ) in pospešek (a ) vsi vektorji, tako da je hitrost

medtem ko je pospešek

Tako lahko v nekem kratkem časovnem intervalu & Delta (t ) zapišemo spremembe v (x ) in (v )

To so vektorske enačbe, zato je treba odštevanja, ki jih implicirajo operacije & ldquodelta & rdquo, izvajati vektorsko. Primer, ko je vektorska narava teh količin pomembna, je gibanje v krogu s konstantno hitrostjo, o čemer bomo govorili v naslednjem poglavju.

Krožno gibanje

Slika 6.2: Dva različna pogleda na krožno gibanje predmeta. Na levi plošči je prikazan pogled z vztrajnostnega referenčnega okvira v mirovanju s središčem kroga. Napetost v nizu je edina sila, ki povzroči pospešek proti sredini kroga. Desna plošča prikazuje pogled iz pospešenega okvira, v katerem objekt miruje. V tem okviru napetost v nizu uravnoteži centrifugalno silo, to je vztrajnostno silo, ki izhaja iz pospešenega referenčnega okvira, tako da ostane nič sile.

Predstavljajte si, da se objekt, pritrjen s pritrjenim nizom, premika v krogu s konstantno hitrostjo, kot je prikazano na levi plošči na sliki 6.2. Zdaj dokazujemo, da je pospešek predmeta proti središču kroga. V tem posebnem primeru se pospešek imenuje centripetalno pospešek .

Slika 6.3 prikazuje položaj predmeta v dveh časovnih presledkih časovnega intervala & Delta (t ). Vektor položaja predmeta glede na sredino kroga se v tem intervalu vrti skozi kot & Delta (& theta ), zato je kotna hitrost vrtenja predmeta okoli središča (& omega ) = & Delta (& theta & # 8725 ) & Delta (t ). Velikost hitrosti predmeta je (v ), zato se objekt med časovnim intervalom premakne z razdaljo (v ) in Delta (t ). Kolikor je ta razdalja majhna v primerjavi s polmerom (r ) kroga, je kot & Delta (& theta ) = (v ) & Delta (t & # 8725r ). Rešitev za (v ) in uporaba (& omega ) = & Delta (& theta & # 8725 ) & Delta (t ), vidimo, da

[v = & omegar (krožno gibanje). oznaka <6,6> ]

Smer vektorja hitrosti se v tem intervalu spreminja, čeprav velikost (v ) ostane enaka. Slika 6.3 kaže, da ta sprememba smeri pomeni pospešek (a ), ki je usmerjen proti središču kroga, kot je navedeno zgoraj. Velikost vektorske spremembe hitrosti v časovnem intervalu & Delta (t ) je (a ) & Delta (t ). Ker je kot med začetno in končno hitrostjo enak kotu & Delta (& theta ) med začetnim in končnim vektorjem polmera, iz geometrije trikotnika na sliki 6.3 vidimo, da (a ) & Delta (t & # 8725v ) = & Delta (& theta ). Rešitev za (a ) ima za posledico

[a = & omegav (krožno gibanje). oznaka <6.7> ]

Slika 6.3: Skica definicije za računanje centripetalnega pospeška.

Iz kombinacije enačb (6.6) in (6.7) dobimo enačbo za centripetalni pospešek:

[a = & omega2r = v2 & # 8725r (centripetalni pospešek). oznaka <6.8> ]

Drugi obrazec dobimo z odstranitvijo (& omega ) iz prvega z uporabo enačbe 6.6>.

Pospešek, sila in masa

Za koncepte sile in mase imamo dober intuitiven občutek, ker so zelo del naše vsakdanje izkušnje. Na silo mislimo kot na to, kako močno na nekaj pritiskamo. Masa je odpornost predmeta na pospeševanje, če se sicer prosto giblje. Tako potisk na kolesu po gladki, ravni cestišču povzroči hitrejše pospeševanje kot potisk na avtomobilu. Pravimo, da ima avto večjo maso. To razmerje lahko povzamemo z drugim zakonom Newton & rsquos

kjer je (F ) skupna sila na predmet, (m ) je njegova masa, (a ) pa pospešek, ki je posledica sile.

Za enačbo 6.9 veljajo tri določbe>. Prvič, smiselno je v nespremenjeni obliki le, če je hitrost predmeta veliko manjša od svetlobne hitrosti. Za relativistične hitrosti je najbolje, da to enačbo zapišemo v nekoliko drugačni obliki, ki jo bomo predstavili kasneje. Drugič, sila mora biti celotna sila, vključno z vsemi silami trenja in drugimi naključnimi silami, ki bi jih nekritični opazovalec sicer lahko zanemaril. Tretjič, deluje le v referenčnem okviru, ki sam ni pospešen, tj vztrajnostni referenčni okvir . Spodaj obravnavamo pospešene referenčne okvire.

Pospešek v posebni relativnosti

Slika 6.4: Svetovna črta izvora pospešenega referenčnega okvira.

Kot smo že omenili, je pospešek le časovna hitrost spremembe hitrosti. Zgornje rezultate uporabljamo za določitev, kako se pospeševanje spreminja iz enega referenčnega okvira v drugega. Slika 6.4 prikazuje svetovno črto pospešeno referenčni okvir s časovno spreminjajočo se hitrostjo (U ) ( (t )) glede na neobdelani vztrajnostni okvir počitka. Določitev & Delta (U ) = (U ) ( (T )) - (U ) (0) kot sprememba hitrosti pospešenega okvira (glede na neopremljeni okvir) med dogodki A in C, lahko to povežemo s spremembo hitrosti & Delta (U ) & prime pospešenega okvira glede na vztrajnostni okvir, ki se premika z začetno hitrostjo , (U ) (0). Ugotavljamo, da uporabljamo enačbo za relativistično seštevanje hitrosti

Zdaj ugotavljamo, da je povprečni pospešek referenčnega okvira med dogodkoma A in C v preostalem okviru samo (a ) = & Delta (U & # 8725T ), medtem ko je povprečni pospešek v osnovnem okviru med istima dvema dogodkoma je (a ) & prime = & Delta (U ) & prime (& # 8725T ) & prime. Iz enačbe 6.10> najdemo to

in pospešek pripravljenega referenčnega okvira, kot je prikazan v neobdelanem okviru, je

Ker nas zanima takojšen kot povprečni pospešek, pustimo, da (T ) postane majhen. To ima tri posledice. Najprej & Delta (U ) in & Delta (U ) & prime postaneta majhni, kar pomeni, da izraz (U ) (0) & Delta (U ) & prime (& # 8725c ) 2 v imenovalcu enačbe 6.12> v primerjavi s 1. lahko prezremo. To pomeni, da

s približkom postane natančen kot (T ) & rarr 0. Drugič, & ldquottrikotnik & rdquo z ukrivljeno stranjo na sliki 6.4 postane pravi trikotnik, rezultat pa je, da (T ) & prime = (T ) [1 - (U ) (0) 2 (& # 8725c ) 2] 1 & # 8725 2. Pospešek osnovnega okvirja glede na vztrajnostni okvir, ki se premika s hitrostjo (U ) (0), lahko torej zapišemo

Tretjič, (U ) (0) lahko nadomestimo z (U ), saj se hitrost pospešenega okvira v kratkem časovnem intervalu ne spremeni zelo.

Če delimo enačbo 6.13> z enačbo (6.14), dobimo razmerje med obema pospešenjema:

kar kaže, da je pospešek hitro premikajočega se objekta (a ), kot ga opazimo iz preostalega okvira, manjši od njegovega pospeška glede na inercialni referenčni okvir, v katerem je objekt skoraj mirujoč, (a ) & prime, s faktorjem (1 - (U ) 2 (& # 8725c ) 2) 3 & # 8725 2. Temu slednjemu pospešku pravimo notranji pospešek . Ta razlika v opazovanem pospešku med obema vztrajnostnima referenčnima okvirjema je zgolj rezultat geometrije vesolja-časa, vendar ima zanimive posledice.

Če identificiramo (a ) z (dU & # 8725dt ), lahko integriramo pospeševalno enačbo ob predpostavki, da je notranji pospešek (a ) & prime konstanten in da je hitrost (U ) = 0 v času (t ) = 0. Dobimo naslednji rezultat (to preverimo z razlikovanjem glede na čas):

ki jih je mogoče rešiti za (U & # 8725c ):

To je narisano na sliki 6.5. Klasično bi hitrost (U ) dosegla svetlobno hitrost, ko je (a ) & prime (t & # 8725c ) = 1. Vendar, kot prikazuje slika 6.5, se hitrost, s katero hitrost narašča s časom, upočasni, objekt se premika hitreje, tako da se (U ) asimptotično približa (c ), vendar ga nikoli ne doseže.

Slika 6.5: Hitrost, deljena s svetlobno hitrostjo v odvisnosti od produkta časa in (konstantnega) pospeška, deljenega s svetlobno hitrostjo.

Rezultati tega oddelka veljajo samo za pospeševalne komponente v smeri gibanja. Komponente, pravokotne na to smer, se obnašajo drugače in so obravnavane v naprednejših besedilih.

Pospešeni referenčni okviri

Če se vrnemo na sile, ki jih občuti potnik v avtomobilu, je jasno, da so sile, povezane s pospeški, usmerjene nasprotno pospeškom in sorazmerne z njihovimi velikostmi. Na primer, ko pospešujete od zavorne luči, je pospešek naprej, zaznana sila pa nazaj. Pri zavijanju vogala je pospešek proti vogalu, medtem ko je zaznana sila oddaljena od vogala. Takšne sile se imenujejo vztrajnostna sile .

Izvor teh sil lahko razumemo tako, da določimo, kako se pospešek spreminja, ko ga opazujemo iz referenčnega okvira, ki je tudi sam pospešen. Recimo, da osnovni referenčni okvir pospešuje v desno s pospeškom (A ) glede na neopremljeni okvir. Položaj (x ) & prime v osnovnem okvirju je lahko povezan s položajem (x ) v neopremljenem okviru

kjer je (X ) položaj začetka osnovnega okvira v neopremljenem okvirju. Če vzamemo drugič izpeljanko, to vidimo

kjer je (a ) = (d ) 2 (x & # 8725dt ) 2 pospešek v neobdelanem okvirju in (a ) & prime = (d ) 2 (x ) & prime ( & # 8725dt ) 2 je pospešek glede na opazovalca v osnovnem okviru.

Zdaj to nadomestimo v enačbo 6.9> in premaknemo izraz, ki vključuje (A ), na levo stran:

To kaže, da Newtonov & rsquosov zakon, predstavljen z enačbo 6.9>, ne velja v pospešenem referenčnem okviru, ker skupna sila (F ) in pospešek (a ) & prime v tem okviru ne & amp; rsquot uravnavata kot v pospešenem okviru dodatni izraz - (mA ) zmede to stanje.

To težavo lahko odpravimo tako, da - (mA ) štejemo za vrsto sile, v tem primeru jo lahko vključimo kot del celotne sile (F ). To je vztrajnostna sila, ki smo jo omenili zgoraj. Če povzamemo, lahko Newton & rsquos naredimo drugi zakon, da deluje, kadar predmete opazujemo iz pospešenih referenčnih okvirov, če v celotno silo vključimo vztrajnostno silo, ki je enaka - (mA ), (A ) pa pospešek referenčnega okvira opazovalca in (m ) masa predmeta, ki ga opazujemo.

Desna plošča na sliki 6.2 prikazuje vztrajnostno silo, ki jo opazimo v referenčnem okviru predmeta, ki se giblje v krožnem gibanju s konstantno hitrostjo. V primeru krožnega gibanja se vztrajnostna sila imenuje centrifugalna sila . Kaže stran od središča kroga in ravnovesje napetosti v vrvici. To pomeni, da je celotna sila na objekt nič v lastnem referenčnem okviru, kar je potrebno, ker se objekt v tem okviru ne more premikati (ali pospeševati).

Splošna relativnost pravi, da gravitacija ni nič drugega kot vztrajnostna sila. Temu se je reklo načelo enakovrednosti avtor Einstein. Ker je gravitacijska sila na Zemlji usmerjena navzdol, iz tega sledi, da moramo nenehno pospeševati navzgor, ko stojimo na površju Zemlje! Očitna težava te razlage gravitacije je ta, da se ne zdi, da se oddaljujemo od središča Zemlje, kar bi se zdelo naravna posledica takšnega pospeševanja. Vendar pa nas relativnost tukaj čaka presenečenje.

Iz zgornjih premislekov izhaja, da se o splošni relativnosti lahko nekaj naučimo s preučevanjem lastnosti pospešenih referenčnih okvirov. Zlasti lahko dobimo vpogled v zgoraj navidezni paradoks. Enačba (6.17) kaže, da je hitrost predmeta, ki je deležen stalnega notranjega pospeševanja (a ) (upoštevajte, da smo & ldquoprime & rdquo spustili iz (a ) za poenostavitev zapisa),

kjer je (t ) čas in (c ) svetlobna hitrost. Funkcija (x ) ( (t )), ki izpolnjuje enačbo 6.21> je

(To preverite z razlikovanjem.) Interval OB na sliki 6.6 je dolg (x ) (0) = (c ) 2 (& # 8725A ).

Slika 6.6: Prostorno-časovni diagram, ki prikazuje svetovno črto začetka referenčnega okvira s konstantnim pospeševanjem.

Poševna črta OA je premica istočasnosti, ki je povezana s pospešeno svetovno črto, ki se dotika pospešene svetovne črte v točki A. Ta črta istočasnosti gre skozi izvor, kot je prikazano na sliki 6.6. Če želite to dokazati, pomnožite enačbi (6.21) in (6.22) skupaj in rešite za (v & # 8725c ):

Iz slike 6.6 vidimo, da je (ct & # 8725x ) naklon črte OA, kjer so ( (x, ) (ct )) koordinate dogodka A. Enačba (6.23) kaže, da je ta črta je dejansko zaželena črta istočasnosti, saj je njen naklon inverzen naklonu svetovne črte, (c & # 8725v ). Ker na dogodku A ni nič posebnega, sklepamo na to vse črte istočasnosti, povezane s pospešeno svetovno črto, gredo skozi izvor.

Zdaj povprašamo o dolžini nespremenljivega intervala OA na sliki 6.6. Če se spomnimo, da je (I ) 2 = (x ) 2 - (c ) 2 (t ) 2 in z uporabo enačbe 6.22>, ugotovimo, da je dolžina OA enaka

[2 2 2 1 & # 87252 4 2 1 & # 87252 2 I = (x - c t) = (c & # 8725a) = c & # 8725a, label <6.24> ]

kar je enako dolžini intervala OB. S podaljšanjem vse dogodki na pospešeni svetovni črti so v enakem nespremenljivem intervalu od začetka. Če se spomnimo, da je interval vzdolž črte istočasnosti razdalja v pripadajočem referenčnem okviru, pridemo do osupljivega zaključka, da čeprav objekt, povezan z ukrivljeno svetovno črto na sliki 6.6, pospešuje stran od izvora, ostane vedno enaka razdalja (v svojem okviru) od izvora.

Analogija med tem problemom in navideznim paradoksom, v katerem ostanemo na določeni razdalji od središča Zemlje, medtem ko pospešujemo od njega, ni popolna. Primer zemlje je odvisen zlasti od obstoja mase zemlje in rsquosa.

Gravitacijski rdeči premik

Slika 6.7: Prostorno-časovni diagram za razlago gravitacijskega rdečega premika. Zakaj je interval AC enak intervalu BC? (L ) je dolžina nespremenljivega intervala OB.

Svetlobi, oddani na nižji ravni v gravitacijskem polju, se frekvenca zmanjša, ko potuje na višjo raven. Ta pojav se imenuje gravitacijsko rdeča premik . Slika 6.26 prikazuje, zakaj se to zgodi. Ker je doživljanje gravitacijske sile enakovredno bivanju v pospešenem referenčnem okviru, lahko z orodji posebne relativnosti pogledamo proces oddajanja in absorpcije svetlobe z vidika pospešenega ali vztrajnostnega okvira. V tem referenčnem okviru opazovalec svetlobe pospešuje v desno, kot kaže ukrivljena svetovna črta na sliki 6.26, kar je enakovredno gravitacijski sili na levi. Svetlobo v točki A s frekvenco (& omega ) oddaja vir, ki v tem trenutku miruje. V tem trenutku tudi opazovalec miruje v tem okviru. Ko pa svetloba pride do opazovalca, ima hitrost v desno, kar pomeni, da opazovalec izmeri dopplerjevo premikano frekvenco (& omega ) & prime za svetlobo. Ker se opazovalec oddaljuje od vira, (& omega ) & prime (& lt & omega ), kot je navedeno zgoraj.

Relativistični Dopplerjev premik je podan z

zato moramo izračunati (U & # 8725c ). Črta istočasnosti za opazovalca v točki B gre skozi izvor in je tako na sliki 6.26 podana z odsekom črte OB. Naklon te črte je (U & # 8725c ), kjer je (U ) hitrost opazovalca v točki B. Iz slike vidimo, da je ta naklon podan tudi z razmerjem (X ) & prime (& # 8725X ). Če jih enačimo, odstranimo (X ) v korist (L ) = ( (X ) 2 - (X ) & prime 2) 1 & # 8725 2 = (c ) 2 (& # 8725g ), kar je dejanska nespremenljiva razdalja opazovalca od izhodišča, in če nadomestimo v enačbo 6.25>, dobimo formulo gravitacijskega rdečega premika:

Če je (X ) & prime = 0, potem ni rdečega premika, ker je vir kolociran z opazovalcem. Po drugi strani pa, če je vir v izvoru, torej (X ) & prime = (X ), je Dopplerjeva zamaknjena frekvenca nič. Poleg tega svetloba nikoli ne pride do opazovalca, saj je svetovna črta asimptotična do svetlobne črte, ki poteka skozi izvor. Če je vir v gravitacijskem polju na višji ravni kot opazovalec, tako da je (X ) & prime (& lt ) 0, se frekvenca premakne na višjo vrednost, tj. e., postane & ldquoblue premik & rdquo.

Enačba (6.26) deluje za bolj zapletene geometrije, kot je tista, ki je povezana s pospešenim referenčnim okvirom, npr. Za gravitacijsko polje (g ), povezano z zvezdo, dokler | (X ) & prime | & # 8810 (c ) 2 (& # 8725g ). V tem primeru (L ) ni več razdalja do središča zvezde, ampak ostaja enaka (c ) 2 (& # 8725g ).

Obzorja dogodkov

Diagonalna črta 45 & # 8728, ki gre skozi izvor na sliki 6.6, se imenuje obzorje dogodkov za pospešenega opazovalca na tej sliki. Upoštevajte, da svetloba iz & ldquotwilight cone & rdquo zgoraj in levo od obzorja dogodkov ne more doseči pospešenega opazovalca. Vendar obratno ni res & mdash lahko svetlobni signal, ki ga opazovalec oddaja levo, prečka obzorje dogodkov v & ldquotwilight cono & rdquo. Obzorje dogodkov ima tako poseben enosmerni značaj in mdash prenaša signale od desne proti levi, ne pa od leve proti desni.

Težave

  1. Predmet se premika, kot je opisano na sliki 6.8, ki prikazuje svoj položaj (x ) v odvisnosti od časa (t ).
    1. Ali je hitrost pozitivna, negativna ali nič v vsaki od točk A, B, C, D, E in F?
    2. Ali je pospešek pozitiven, negativen ali nič v vsaki od točk A, B, C, D, E in F?

    Slika 6.8: Položaj predmeta v odvisnosti od časa.

    1. Skicirajte vektorje hitrosti predmeta & rsquos v točkah A, B in C.
    2. Skicirajte vektorje pospeševanja predmeta in rsquos v točkah A, B in C.
    3. Če se niz prelomi v točki A, skicirajte nadaljnjo pot, ki ji sledi predmet.

    Slika 6.9: Predmet v krožnem gibanju.

    Odgovor izrazite kot svetlobno hitrost minus dejansko hitrost. Namig: V drugem delu imate morda številčno težavo, ki bi jo morali poskusiti odpraviti s približkom (1 + (& # 1013 )) x & asymp 1 + (x & # 1013 ), ki velja za | (& # 1013 ) | & # 8810 1.

    1. Poiščite hitrost predmeta in rsquos v odvisnosti od časa.
    2. Z uporabo zgornjega rezultata poiščite naklon tangente na svetovno črto v odvisnosti od časa.
    3. Poiščite, kje premica istočasnosti, ki ustreza vsaki dotični svetovni črti, prečka os (x ).
    1. Kolikšna je neto sila na 100-kilogramskega človeka v avtomobilu, gledano iz vztrajnostnega referenčnega okvira?
    2. Kakšno vztrajnostno silo ima ta človek v referenčnem okviru avtomobila?
    3. Kakšna je neto sila, ki jo ima človek v referenčnem okviru avtomobila in rsquos (pospešeno)?
    1. Kakšno bi moralo biti rotacijsko obdobje Zemlje, da bi ta oseba postala breztežna?
    2. Kakšen je njen pospešek po načelu enakovrednosti v zemeljskem okviru v tej situaciji?
    1. Kakovostno opišite, kako se kaže, da se kazalci ure premikajo na Zork, ko uro opazuje skozi močan teleskop.
    2. Kaj po zelo dolgem času prebere ura?

    Namig: Narišite vesoljsko-časovni diagram s svetovnimi črtami vesoljske ladje in ure. Nato pošljite svetlobne žarke iz ure na vesoljsko ladjo.

    1. Ali zgleda, da z vidika Chimboraza ura v Guayaquilu teče hitreje ali počasneje kot ura Chimborazo? Pojasnite.
    2. Izračunajte delno frekvenčno razliko ( (& omega ) - (& omega ) & prime) (& # 8725 & omega ), v tem primeru je (& omega ) frekvenca ure Guayaquil, kot jo opazijo v Guayaquilu (in frekvenca ure Chimborazo na Chimborazu) in (& omega ) & prime je frekvenca ure Guayaquil, kot jo opaža Chimborazo. Morda boste želeli uporabiti rezultate prejšnje težave.

    Amplituda raztegnjenega vala in rdeči premik?

    Elektromagnetna valovanja niso prečne vibracije medija. Dejanskega bočnega gibanja ni. Ni tako, da bi fotografsko povečali sliko vodnega vala, kjer amplituda raste za enak faktor merila kot valovna dolžina.

    Čeprav je na to vprašanje mogoče odgovoriti povsem klasično, mislim, da ga je lažje analizirati, če razmišljate s fotoni. Frekvenca fotona se zmanjša za faktor z, zato se za ta faktor zmanjša tudi E = hf. Prostornina, ki jo zaseda val, se poveča za faktor z ^ 3, zato se gostota energije zmanjša za faktor z ^ 4. Ker se gostota energije zmanjša za z ^ 4, se tudi električno in magnetno polje zmanjša za faktorje z ^ 2.

    [UREDITEV] Marcus je poudaril, da je treba z povsod zgoraj nadomestiti z 1 z, da bo skladen s standardnim zapisom.

    Ali namigujete, da je oddaljena zvezda & quotbright & quot kot bližja zvezda ?? Ali mislite, da to opazujete. št.

    Tudi kozmični rdeči premik se ne zgodi na razmeroma majhnih galaktičnih razdaljah, temveč precej večjih medzvezdnih razdaljah. v manjših regijah gravitacija ohranja vse v skoraj enakem relativnem položaju. in bližnje galaksije se lahko premikajo druga proti drugi, pa tudi druga od druge. to bi lahko povzročilo rdeči premik ali modri premik.

    Brez medija, razumem .. kaj pomeni drugi del. & kvotaktno bočno gibanje & quot ??
    Polje tako niha, kajne.

    Wiki ima tukaj (pravilno) jedrnato razlago in s tem povezan diagram:

    Čeprav je na to vprašanje mogoče odgovoriti povsem klasično, mislim, da ga je lažje analizirati, če razmišljate s fotoni. Frekvenca fotona se zmanjša za faktor z, zato se za ta faktor zmanjša tudi E = hf. Prostornina, ki jo zaseda val, se poveča za faktor z ^ 3, zato se gostota energije zmanjša za faktor z ^ 4. Ker se gostota energije zmanjša za z ^ 4, se tudi električno in magnetno polje zmanjša za faktorje z ^ 2.

    To je jasen popoln odgovor na Steva, zato res ni treba dodati ničesar, vendar ponazarja dvoumnost v angleškem jeziku - kako govorimo o delnem povečanju in povečanju & quotby faktor & quot.

    Ali pa v tem primeru obratno: & quot zmanjšaj za faktor & quot.

    Gostota energije fotonov se dejansko zmanjša za faktor (1 + z) 4
    v smislu, da je to tisto, s čimer deliš staro gostoto, da dobiš novo gostoto.

    Začetnike lahko ta dvoumnost v angleščini zmede.

    Na primer, če je rdeči premik neke svetlobe z = 0,5, je bila energija vsakega fotona zmanjšana za faktor 1,5 (s tem delimo, da dobimo sedanjo energijo).
    In prostornina se je povečala za faktor 1,5 3
    tako se število fotonov na enoto prostornine zmanjša za 1,5 3 (razpršeni so v večji prostornini).

    Celoten učinek na gostoto energije je torej ta, da jo zmanjšamo za faktor 1,5 4 = malo nad 5.
    Torej delite staro gostoto energije s faktorjem 5 ali tako.

    To nima preprostega intuitivnega razmerja do 0,5 4 = 1/16, zato se lahko začetnik zmede, če reče & quotreduced s faktorjem z 4 = 1/16


    Fizika zvoka & # 8211 Vse, kar morate vedeti o zvočnih valovih

    Mehanski val, ki širi vibracije v mediju, je Zvok. Sredstvo za razmnoževanje je lahko tekoče, trdno ali plinasto. Najhitrejši je v trdnih snoveh, nato tekočin in najpočasnejši v plinih.

    Te vibracije so pogosto slišne zaradi valovnega tlaka v plinastem, tekočem in trdnem mediju. Sesalnik ne dovoljuje potovanja zvoka. Psihologija opredeljuje zvok kot zaznavanje sprejema zvočnega tlaka v možganih.

    Razmnoževanje je izraz, ki opisuje potujoči zvok. Trije so pogosto motnje v zvočnem vzorcu, zaradi katerih energija odhaja stran od vira in ta vzorec je zvočni val.

    Zvočni valovi so vzdolžni, zato je širjenje delcev vzporedno s smerjo razširjenih energijskih valov. Druga vrsta valov so prečni valovi, ki potujejo pravokotno na smer razširjenih valov.

    Zaradi vibracij se atomi premikajo naprej in nazaj, kar ustvarja visok in nizek tlak v mediju. Ta tlačna območja so kompresije oziroma redčenja.

    Prenos teh regij v okoliški medij vodi potovanje zvočnih valov iz enega medija v drugega. Narava zvoka je drugačna zaradi vira izvora. Kitara bo imela drugačen zvok kot boben.

    Narava zvoka

    Narava zvoka je v glavnem odvisna od petih dejavnikov & # 8211 frekvence, valovne dolžine, amplitude, časa in hitrosti.

    Frekvenca zvoka

    Frekvenca zvočnega vala je skupno število redčenja in stiskanja, ki se zgodijo na enoto časa. Zvok ene frekvence ustvari ton, mešanica pa ustvari noto. Formula frekvence zvočnega vala je & # 8211
    f = 1T (f & # 8211 frekvenca zvočnega vala in T & # 8211 časovno obdobje)

    Valovna dolžina zvoka

    Valovna dolžina je razdalja med stiskanjem in redčenjem. Formula za valovno dolžino zvoka je & # 8211
    λ = vF (f & # 8211 frekvenca zvočnega vala in v & # 8211 hitrost zvočnega vala)

    Amplituda zvoka

    Največja motnja v zvočnem valu je jakost zvoka. In velikost zvoka je amplituda zvoka, ki je prav tako odgovorna za merjenje energije. Višja amplituda pomeni, da je energija v zvočnem valu večja.

    Človek in zvok

    • Ljudje imajo omejen slušni razpon zvočnih frekvenc. 20 Hz in 20 000 Hz je frekvenčno območje človeškega ušesa. V idealnih laboratorijskih pogojih lahko znaša do 12 Hz in do 20 000 Hz.
    • Uho je organ, skozi katerega zvok doseže telo. Zunanja oblika ušesa spominja na lijak, skozi katerega vstopi zvok. Obstaja kanal za prehod zvoka, ki se konča na tanki membrani, imenovani bobnič.
    • Bobnič zavibrira, ko ga zvočne vibracije dosežejo. Je struktura, podobna gumijasti pločevini. Bobnič pošlje zvočno sporočilo naši blagovni znamki skozi notranje uho, zaradi česar slišimo zvok.
    • Ljudje proizvajajo zvok iz grla. V notranjosti sta dve glasilki, skozi katere zrak prehaja in ustvarja zvok. Moški imajo najdaljšo glasilko približno 20 mm, pri ženskah pa 15 mm.

    Časovno obdobje

    Časovno obdobje je skupni čas dokončanja ene vibracije. T označuje čas v različnih formulah. Sekunde merijo čas in Denton je 's'. Običajno gre za vzajemno frekvenco valovanja.

    Hitrost

    Skupna razdalja, ki jo v eni sekundi prevozi val, postane njegova hitrost. Meter, na sekundo izmeri to količino.

    Hitrost = valovna dolžina × frekvenca ali v = λv

    Hitrost zvoka

    Zvočni valovi širijo medij z določeno hitrostjo in to je hitrost zvoka. Pri različnih medijih je drugačen in ostaja najvišji pri trdnih, saj so atomi v kompaktnem okolju.

    Razdalja določa interakcijo atomov v delcu. Prenos energije je hitrejši, kadar je interakcija večja. To je razlog za hitrejši zvok v trdnih medijih.

    Hitrost zvoka sledi tej formuli & # 8211

    C = dt (d & # 8211 razdalja in t & # 8211 čas)

    Srednje Hitrost zvoka
    Voda 1481 m / s
    Zrak 343,2 m / s
    baker 4600 m / s
    Vodik 1270 m / s
    Steklo 4540 m / s

    Intenzivnost zvoka

    Intenzivnost zvoka s preprostimi besedami se nanaša na prehod energije v eni sekundi skozi enoto površine. Watt na kvadratni meter meri jakost zvoka. To nima nobene zveze z občutljivostjo človeškega ušesa. In to je objektivna količina.

    To ni enako glasnosti, saj glasnost gleda na odziv na zvok z ušesi. In višina tona je zvočnost.

    Razlika med glasbo in hrupom je tudi posledica intenzivnosti. Prijeten zvok je glasba, medtem ko je neprijeten zvok hrup. Formula za intenzivnost zvoka je & # 8211

    I = PA (intenzivnost I & # 8211, moč P & # 8211 in območje A & # 8211)

    Odsev zvoka

    Odbojni zakoni veljajo tudi za zvok, ker je podoben odboju svetlobe. Zakoni odboja so & # 8211

    1. Nesreča in običajen zvok sta prisotna na istem mestu.
    2. Vpadni kot = odbojni kot

    Ko zvok pride v stik s trdo površino, se odbije nazaj do vira. Ta odsev zvoka je odmev. Trda površinsko aktivna snov odbija zvok, mehka pa jo absorbira.

    Toda v primeru nizke zvočne frekvence se zvok ne more odsevati nazaj. In kadar je več odmevov iz enega vira, je to odmev.

    Odmevi

    Ponavljanje zvoka zaradi odboja povzroči odmev. To je pogosto, ko se znajdemo sami v prazni sobi in zaradi odseva zvoka slišimo svoj glas. Trde površine, kot so pečine, gore in stene, odsevajo zvok in tako slišimo odmev.

    Zvočne površine lahko absorbirajo zvok. Časovni interval odmeva mora biti 1/10 sekunde, tako da se sliši kot dva različna zvoka za človeška ušesa.

    Ti intervali nam omogočajo, da prepoznamo razliko med izvirnim in odsevnim zvokom. Za zvočni odmev mora biti razdalja med človekom in odsevno površino najmanj 17,2 metra.

    In temperatura zraka je 20 stopinj, saj temperatura zraka spreminja razdaljo. To je razlog, zakaj so odmevi bolj vroči ali vlažni.

    Če je odsevni medij voda, mora biti razdalja 75 metrov.

    Uporabe odmeva

    • Merjenje globine morja
    • Iskanje podvodnih predmetov
    • Raziskovanje notranjosti človeškega telesa

    Odmev

    Večkratni odsevi zvoka z odsevne površine povzročajo odmev. Vsak odsev ima zgradbo, ki sčasoma pade, ko ga predmeti v zaprtih prostorih absorbirajo.

    Nekateri ga lahko zaradi podobnosti vnesejo v odmev, v primeru odmeva pa je razdalja med viri zvoka manj ovira pri odsevu in je razmeroma majhna.

    Čas odmeva je parameter za kvantitativno merjenje odmeva. Običajno je videti, kako dolgo se zvok razpada za 60 decibelov od začetne ravni.

    Časovni zamik pri tem ni manjši od 0,1 sekunde, čas odboja od površine do opazovalca pa največ 0,1 sekunde. Čeprav izvirni zvok ostane v spominu tudi po vseh ponovitvah.

    Prednosti in slabosti odmeva

    Odgovorni so za zvočno izolacijo glasbenih dvoran, tako da je v dvorani dobra kakovost glasbe. Zvočni inženirji so odgovorni za gradnjo teh specializiranih dvoran.

    Pomanjkljivost je, če soba nima površine, ki absorbira zvok, kar vodi do umiranja zvoka. Poslušalec bo imel težave s poslušanjem zvoka in prišlo bo do izgube artikulacije.

    Uporaba odmeva

    • Snemalni studii
    • Komorni odmevnik
    • Zvočniki
    • Mikrofoni
    • Ploščni reverberator

    Zmanjšanje odmevov

    Najboljša ideja za njegovo zmanjšanje je uporaba materiala, ki absorbira zvok, na trde predmete. Tako bo odsevni zvok hitreje propadel in poslušalec bo lahko slišal izvirni zvok. Stekla iz mineralne volne ali vlaken so porozen material, ki s trenjem pretvarja zvočno energijo v toplotno.

    Vibriranje zračnih stebrov

    Pihalo proizvaja zvok z vibracijami v zračnih ceveh. V notranjosti teh cevi se giblje, zaradi česar se delci zraka premikajo vzporedno s steno cevi. To povzroči nastanek vzdolžnih valov v cevi.

    To ni odvisno od zaprtih ali odprtih vozlišč. Vozlišča so konec nizov, ki preprečujejo vibriranje. To pomeni, da zrak ne zapusti cevi.

    Zračni delci tako ne kažejo gibanja, kar ustvarja vozlišče za premik. Zaradi tega je v cevi visok tlak, zato ga pogosto imenujemo tlačna antinoda. V primeru odprtega konca cevi zrak zlahka zapusti in vstopi.

    Toda tlak na koncu mora biti enak tlaku v prostoru in mora imeti za posledico gibanje delcev z velikostjo naprej in nazaj. To vodi do izpodrivne antinode.

    Nadzvočni in udarni valovi

    Zvočni bum je situacija, ko je hitrost vira hitrejša od hitrosti zvoka. To je vrsta udarnega vala, pri katerem vir generira več valov in se sčasoma združijo in tvorijo močan vsotni val. Ta pojav je zelo nenavaden ali redek.

    Primer je motorni čoln, hitrost čolna je hitrejša od hitrosti vala in ustvarja lok v obliki črke V. Ustvarjanje pohodnega stožca poteka v zraku, ko ima letalo višjo hitrost od hitrosti zvoka. Višji pohodni stožec je znak hitrejše hitrosti letala in obratno.

    Lomljenje zvočnih valov

    Kot beremo zgoraj, zvok hitreje potuje v toplem zraku. To je zato, ker se zvočni valovi upognejo, ko prečkajo zračne plasti različnih temperatur. Upogibanje teh zvočnih valov je lom. V poletnih dneh je zrak v bližini tal toplejši, zato je hitrost zvoka v bližini tal hitrejša.

    Zvok se zaradi loma upogne od tal. In primer je v hladnejšem zimskem dnevu nasproten. Lomljenje zvoka je odvisno od gostote ozračja. Gostota se pogosto zmanjša, ko pride do povišanja temperature. Ta pojav ima veliko podobnosti z lomom svetlobe.

    Difrakcija zvočnih valov

    Razlog, zakaj slišimo zvok za zaprtimi vrati, je difrakcija zvoka. Ta pojav omogoča, da se zvočni valovi upogibajo oviram. To pomeni, da majhna luknja na vratih omogoča prehod zvočnih valov.

    Difrakcijo valov vidimo v našem vsakdanjem življenju. Zato se zvok strele na daljavo sliši višje od bližjega.

    Globlji zvočni valovi se upogibajo blizu ovir, zaradi česar slišite globoko ropotanje.

    Resonanca

    Vsak predmet ima naravno frekvenco glede na svoje značilnosti ali značilnosti. Resonanca je situacija, ko se objekt premika z naravno frekvenco zaradi vibracij, ki jih prejme drug sistem z enako frekvenco.

    Akustični, mehanski, električni in optični sistemi so sposobni resonance. Zaradi resonance se amplituda vibracij dvigne. V nekaterih primerih je tudi zelo tvegano.

    Vojaki, ki prečkajo viseči most, se vedno zlomijo, da ne bi prišlo do resonance in padca mostu. To je tudi razlog, zakaj imajo radijski sprejemniki posebno frekvenco za nastavitev.

    Motnje zvočnih valov

    Načelo superpozicije omogoča združevanje ali združevanje dveh ali več zvočnih valov. Ta kombinacija valov je interferenca. Načelo superpozicije pravi: "kadar sta dva vala hkrati na istem mestu, se njihove amplitude kombinirajo".

    • Konstruktivne interference & # 8211 skupna velikost vala & gt posamezni val
    • Destruktivne interference & # 8211 skupna velikost vala & lt posamezni val

    Elektromagnetni valovi

    Nastanek elektromagnetnih valov je posledica medsebojne spremembe magnetnega in električnega polja. 299.792.458 m / s je njihova hitrost v vakuumu. Mikrovalovi in ​​rentgenski žarki imajo elektromagnetno valovanje.

    Dopplerjev učinek

    Planetarna znanost ta učinek uporablja zelo redno. Pravi, da se "frekvenca tipa vala povečuje z zmanjševanjem razdalje med izvorom vala in opazovalci". Za tem konceptom je stal Christian Johann Doppler.

    • "Valovi, ki jih oddaja vir, ki potuje proti opazovalcu, se stisnejo"
    • "Valovi, ki jih oddaja vir, ki potuje od opazovalca, se raztegnejo"

    Formule Dopplerjevega učinka

    Preprosteje povedano, sprememba frekvence zaradi relativnega gibanja med opazovalcem in virom. Formula za ta učinek je & # 8211
    f ’= (v + - vo / v + - vs) f

    (Tukaj je v & # 8211 hitrost zvočnega vala, vo & # 8211 hitrost opazovalca, vs, hitrost vira, f '& # 8211 opazovana frekvenca in f- dejanska frekvenca.) To je edina enačba tega učinek, vendar se lahko spremeni v primeru spremembe hitrosti.

    Vir Gibanje proti opazovalcu v mirovanju
    Hitrost opazovalca je enaka nič, tako da vo postane nič. Enačba za opazovalca v mirovanju je & # 8211
    f ’= (v / v & # 8211 vs) f

    Izvor Odmik od opazovalca v počitku
    Hitrost opazovalca je spet nič, hitrost vira pa negativna. Enačba za to situacijo je & # 8211
    f ’= (v / v & # 8211 (-vs)) f

    Opazovalec, ki se premika k nepremičnemu viru
    V tem primeru je hitrost vira enaka nič. Ta enačba za to situacijo je & # 8211
    f ’= (v + vo / v) f

    Opazovalec, ki se odmika od mirujočega vira
    V tem primeru je hitrost vira enaka nič, hitrost opazovalca pa negativna. Enačba je & # 8211
    f ’= (v & # 8211 vo / v) f

    Uporabe Dopplerjevega učinka

    • Sirene
    • Radar
    • Astronomija
    • Medicinsko slikanje
    • Merjenje pretoka krvi
    • Satelitska komunikacija
    • Merjenje vibracij
    • Razvojna biologija
    • Zvok
    • Merjenje profila hitrosti

    Omejitve Dopplerjevega učinka

    • Uporabno je, kadar je hitrost zvoka večja od hitrosti vira in opazovalcev.
    • Gibanje opazovalca in vira mora biti v isti črti.

    Dopplerjev učinek v svetlobi

    Dopplerjev učinek na svetlobo je očitna sprememba svetlobne frekvence zaradi relativnega gibanja svetlobe med virom in opazovalcem. Zvočni val niha zaradi porabe vira, medija in opazovalca.

    Toda svetloba ne potrebuje medija in tudi v vakuumu relativna hitrost vpliva na učinek.

    Red Shift in Blue Shift

    Ko opazovalec gleda vir svetlobe, ki se oddaljuje, prejme nižjo frekvenco v primerjavi s prvotno frekvenco. To povzroči premik proti rdečemu koncu spektra in je rdeči premik.

    In ko se vir svetlobe premika proti njemu, je sprejeta frekvenca večja. Videl bo vrhunec svetlobnega spektra in je blueshift.

    Zaključek

    Zvok je ena najpomembnejših tem iz fizike za več tekmovalnih izpitov. Ti izpiti so UPSC, RRB, SSC itd. Nekatere pomembne teme so bile narava zvoka, doppler učinek, valovi in ​​še več.

    V prispevku General Science bo zagotovo nekaj vprašanj o tej temi. In to je pomembno tudi za predtekmovanje. To je zato, ker spada pod 9. fiziko in je prisoten tudi v knjigah NCERT.

    Kandidati bodo zagotovo prejeli zanesljive in razumljive informacije iz zgornjega članka. Po branju bodo aspiranti bolje pripravljeni.

    Ostanite pri DataFlair za še več takšnih zanimivih člankov.

    Zelo se trudimo, da vam zagotovimo kvaliteten material
    Si lahko vzamete 15 sekund in svojo srečno izkušnjo delite naprej Google | Facebook


    Poljub.

    Pregledana je gostota svetlobe v med galaktičnem prostoru. Ko so teorije o svetlobi zdaj verjeli, da je bilo naše razumevanje svetlobe bolj omejeno kot zdaj.

    Naši teoretiki niso vedeli, da se svetloba upogiba z gostoto gravitacije, kar dokazuje okluzija zvezd.

    To je & quotMolly glavno načelo svetlobe & quot

    Ker svetloba deluje z gravitacijo, lahko domnevamo, da bo svetloba vplivala tudi na svetlobo, ne veliko, ampak nekaj. Skozi milijone let in več potovanj je edina stvar, ki jo vemo, med zvezdami svetloba. Svetloba je energija in delci, ki potujejo hitro in v bližini, absorbirajo nekaj energije svetlobe, ki prihaja v drugo smer. To izgubo energije opazimo kot rdeč premik v spektralnem podpisu svetlobe (v obe smeri). ti lahko izmerimo samo eno.

    Iz nekega članka o zvezdni okluziji se spomnim neke formule, da če gravitacija vpliva na maso 1, gravitacija vpliva na svetlobo z močjo negativa26. Trdim, da lahko svetloba vpliva na svetlobo z močjo negative676 .. To je majhno število, vendar ne pozabite, da svetloba že dolgo potuje in je svetloba v zelo tesnem stiku s svetlobo iz druge smeri.

    Molly je bila moja prababica, bila je majhna ženska, a če je želela premakniti goro, je začela potiskati, gora se je premaknila!

    Zanima me tudi, ali je rdeče premaknjena svetloba bolj nagnjena k tem učinkom kot modro premaknjena svetloba, kjer učinki postanejo nekoliko eksponentni? bolj ko drugi svetlobni učinki opazujejo svetlobo, bolj rdeča je premik in bolj je nagnjena k učinku.

    Pregledana je gostota svetlobe v med galaktičnem prostoru. Ko so teorije o svetlobi zdaj verjeli, da je bilo naše razumevanje svetlobe bolj omejeno kot zdaj.

    Naši teoretiki niso vedeli, da se svetloba upogiba z gostoto gravitacije, kar dokazuje okluzija zvezd.

    To je & quotMollyjeva glavna svetloba & quot

    Ker svetloba deluje z gravitacijo, lahko domnevamo, da bo svetloba vplivala tudi na svetlobo, ne veliko, ampak nekaj. Skozi milijone let in več potovanj je edina stvar, ki jo vemo, med zvezdami svetloba. Svetloba je energija in delci, ki potujejo hitro in v bližini, absorbirajo nekaj energije svetlobe, ki prihaja v drugo smer. To izgubo energije opazimo kot rdeč premik v spektralnem podpisu svetlobe (v obe smeri). ti lahko izmerimo samo eno.

    Iz nekega članka o zvezdni okluziji se spomnim neke formule, da če gravitacija vpliva na maso 1, gravitacija vpliva na svetlobo z močjo negativa26. Trdim, da lahko svetloba vpliva na svetlobo z močjo negative676 .. To je majhno število, vendar ne pozabite, da svetloba že dolgo potuje in je svetloba v zelo tesnem stiku s svetlobo iz druge smeri.

    Molly je bila moja prababica, bila je majhna ženska, a če je želela premakniti goro, je začela potiskati, gora se je premaknila!


    Poglej si posnetek: Основные ошибки при возведении перегородок из газобетона #5 (Januar 2023).