Roodverschuiving vs Doppler-effect
Dopplereffect en roodverschuiving zijn twee fenomenen die zijn waargenomen op het gebied van golfmechanica. Beide verschijnselen treden op als gevolg van de relatieve beweging tussen de bron en de waarnemer. De toepassingen van deze verschijnselen zijn enorm. Velden zoals astronomie, astrofysica, natuurkunde en engineering en zelfs verkeerscontrole maken gebruik van deze verschijnselen. Het is van vitaal belang om een goed begrip te hebben van roodverschuiving en Doppler-effect om uit te blinken in velden die zware toepassingen hebben op basis van deze verschijnselen. In dit artikel gaan we het hebben over Doppler-effect en roodverschuiving, hun toepassingen, overeenkomsten tussen roodverschuiving en Doppler-effect, en tot slot het verschil tussen Doppler-effect en roodverschuiving.
Doppler-effect
Doppler-effect is een golfgerelateerd fenomeen. Er zijn een paar termen die moeten worden gedefinieerd om het Doppler-effect te verklaren. Bron is de plaats waar de golf of het signaal vandaan komt. Waarnemer is de plaats waar het signaal of de golf wordt ontvangen. Het referentiekader is het niet-bewegende kader ten opzichte van het medium waar het hele fenomeen wordt waargenomen. De golfsnelheid is de snelheid van de golf in het medium ten opzichte van de bron.
Zaak 1
De bron bevindt zich nog steeds ten opzichte van het referentiekader en de waarnemer beweegt met een relatieve snelheid van V ten opzichte van de bron in de richting van de bron. De golfsnelheid van het medium is C. In dit geval is de relatieve snelheid van de golf C+V. De golflengte van de golf is V/f0 Door V=fλ op het systeem toe te passen, krijgen we f=(C+V) f0/ C Als de waarnemer zich van de bron verwijdert, wordt de relatieve golfsnelheid C-V.
Zaak 2
De waarnemer is nog steeds ten opzichte van het medium en de bron beweegt met een relatieve snelheid van U in de richting van de waarnemer. De bron zendt golven uit met de frequentie f0 ten opzichte van de bron. De golfsnelheid van het medium is C. De relatieve golfsnelheid blijft op C en de golflengte van de golf wordt f0 / C-U. Door V=f λ op het systeem toe te passen, krijgen we f=C f0/ (C-U).
Zaak 3
Zowel de bron als de waarnemer bewegen naar elkaar toe met snelheden van U en V ten opzichte van het medium. Met behulp van de berekeningen in Geval 1 en Geval 2 krijgen we de waargenomen frequentie als f=(C+V) f0/ (C-U).
Roodverschuiving
Roodverschuiving is een golfgerelateerd fenomeen dat wordt waargenomen in elektromagnetische golven. In het geval dat frequenties van bepaalde spectraallijnen bekend zijn, kunnen de waargenomen spectra worden vergeleken met de standaardspectra. In het geval van stellaire objecten is dit een zeer bruikbare methode om de relatieve snelheid van het object te berekenen. Roodverschuiving is het fenomeen van het verschuiven van spectraallijnen iets naar de rode kant van het elektromagnetische spectrum. Dit wordt veroorzaakt doordat bronnen zich van de waarnemer af bewegen. De tegenhanger van de roodverschuiving is de blauwverschuiving die wordt veroorzaakt doordat de bron op de waarnemer afkomt. Bij roodverschuiving wordt het golflengteverschil gebruikt om de relatieve snelheid te meten.
Wat is het verschil tussen Doppler-effect en roodverschuiving?
• Doppler-effect is waarneembaar in alle golven. Roodverschuiving is alleen gedefinieerd voor het elektromagnetische spectrum.
• Om toe te passen; het Doppler-effect kan worden gebruikt om een van de vijf variabelen te berekenen voor het geval de andere vier bekend zijn. Roodverschuiving wordt alleen gebruikt om de relatieve snelheid te berekenen.
