Zadanie 5. (0–6)
Przesunięcie widma ku czerwieni
W pewnym miejscu w przestrzeni kosmicznej źródło wyemitowało promieniowanie elektromagnetyczne. Fragment widma tego promieniowania, zarejestrowanego przez detektor w innym miejscu Wszechświata, został przedstawiony na rysunku 1. Przyjmij, że między źródłem a detektorem promieniowanie z niczym nie oddziaływało.
Rysunek 1.
Naukowcy przypuszczają, że zarejestrowane promieniowanie jest emitowane przez
wzbudzone atomy wodoru. Fragment widma promieniowania wodoru, zarejestrowanego w układzie odniesienia, w którym próbka wodoru spoczywa, jest przedstawiony na rysunku 2. Długości fal linii widmowych na rysunku 1. są wprost proporcjonalne do tych na rysunku 2. Odpowiadające sobie linie widmowe oznaczono: L1 i L1Z; L2 i L2Z; L3 i L3Z.
Rysunek 2.
Informacja do zadań 5.1.– 5.3.
Gdy źródło Z fali elektromagnetycznej porusza się względem obserwatora O (detektora)
wzdłuż prostej OZ z prędkością o wartości v, to występuje efekt Dopplera. Częstotliwość 𝑓, jaką odbiera obserwator (detektor), jest dana dokładnym wzorem:
(źródło się zbliża)
(źródło się oddala)
gdzie 𝑓z jest częstotliwością emitowanego promieniowania w układzie spoczynkowym źródła, a 𝑐 jest prędkością światła. Powyższe wzory są słuszne dla dowolnej v < 𝑐.
poleca:
