प्रकाश के लिए डॉपलर प्रभाव पर 3 तथ्य: क्या, कैसे, उदाहरण और अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

डॉपलर प्रभाव ध्वनि तरंगों के साथ-साथ दोनों पर भी लागू होता है प्रकाश तरंगों. तो आइए पहले विश्लेषण करें कि प्रकाश का डॉपलर प्रभाव क्या है।

प्रकाश के डॉप्लर प्रभाव को परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जाता है आवृत्ति प्रेक्षक की सापेक्ष गति और प्रकाश के स्रोत के परिणामस्वरूप पर्यवेक्षक द्वारा देखा गया प्रकाश। नतीजतन, हम कह सकते हैं कि प्रकाश में डॉपलर प्रभाव उसी तरह होता है जैसे यह होता है ध्वनि.

इसलिए, अब जब हम प्रकाश में डॉपलर प्रभाव के बारे में जानते हैं, तो हम इस लेख में सापेक्षतावादी डॉपलर प्रभाव, इसके सूत्र, इसके वास्तविक जीवन के उदाहरण और बहुत कुछ देखेंगे।

डॉपलर प्रभाव प्रकाश के साथ कैसे काम करता है?

उपयोग किए गए संदर्भ के फ्रेम की परवाह किए बिना प्रकाश हमेशा एक ही गति से यात्रा करता है; इसकी ऊर्जा में एकमात्र परिवर्तन है। तो आइए देखें कि डॉपलर प्रभाव प्रकाश के साथ कैसे काम करता है।

प्रकाश की तरंग दैर्ध्य प्रकाश की ऊर्जा को निर्धारित करती है। इस प्रकार, जब स्रोत और पर्यवेक्षक एक दूसरे के सापेक्ष गति कर रहे होते हैं, तो स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्घ्य पर्यवेक्षक द्वारा देखे जाने पर बदल जाती है। इस घटना को डॉपलर प्रभाव कहा जाता है।

प्रकाश उदाहरणों के लिए डॉप्लर प्रभाव:

प्रकाश में डॉपलर प्रभाव की घटना वास्तविक जीवन में घटित होती है। आइए इसे नीचे दिए गए उदाहरणों के माध्यम से देखें:

• ब्रह्मांड के विस्तार के कारण, दूर की वस्तुओं (जैसे कि तारे) से हमें जो प्रकाश मिलता है, वह लाल हो जाता है।
• प्रकाश के डॉपलर प्रभाव का उपयोग करके स्पीड कैमरा द्वारा गुजरने वाली कार की गति को मापा जाता है।

प्रकाश के लिए आपेक्षिक डॉपलर प्रभाव:

प्रकाश में डॉपलर प्रभाव प्रेक्षक और स्रोत की आपेक्षिकीय गति के कारण देखा जाता है। तो आइए हम प्रकाश में आपेक्षिकीय डॉपलर प्रभाव को और करीब से देखें।

प्रेक्षक आवृत्ति के साथ तरंग प्राप्त करता है f या तरंग दैर्ध्य 𝜆 जब स्रोत और पर्यवेक्षक दोनों स्थिर होते हैं। मान लें कि फ्रेम में एक प्रकाश स्रोत तरंग दैर्ध्य 𝜆 का प्रकाश उत्सर्जित करता है_s समय में टी_s और गति v पर स्थिर फ्रेम से दूर चला जाता है। (स्थिर मान लिया गया)।

के अनुसार विशेष सापेक्षता सिद्धांत, समय और लंबाई के अंतराल में परिवर्तन पर्यवेक्षक की सापेक्ष गति पर निर्भर करता है। इस प्रकार, लोरेंत्ज़ परिवर्तन समीकरण को संदर्भों के अपेक्षाकृत गतिशील फ्रेम पर लागू करके, हम तरंग दैर्ध्य के लिए निम्नलिखित समीकरण प्राप्त करते हैं जैसा कि पर्यवेक्षक द्वारा मापा जाता है:

(जब 𝑣 = ᥆, तब 𝜆_o = 𝜆_s)

लेकिन, 𝜆 / t = c (जहाँ c प्रकाश की गति है)

इस प्रकार, उपरोक्त समीकरण को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

उपरोक्त समीकरण को सरल करके हम प्रेक्षक द्वारा देखी गई तरंग दैर्ध्य प्राप्त करते हैं:

यह समीकरण मानता है कि स्रोत प्रेक्षक से दूर जा रहा है। इसलिए, वेग v धनात्मक होता है जब स्रोत प्रेक्षक से दूर जाता है और जब स्रोत प्रेक्षक की ओर बढ़ता है तो ऋणात्मक होता है।

इस समीकरण को स्रोत आवृत्ति और प्रेक्षित आवृत्ति के संदर्भ में निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:

f_o = सी / 𝜆_o

इस प्रकार,

डॉपलर प्रभाव के लिए समीकरण (1) और (2) आवश्यक समीकरण हैं।

रेडशिफ्ट और ब्लूशिफ्ट:

प्रकाश की आवृत्ति उसके रंग को परिभाषित करती है। उनकी सापेक्ष गति के कारण स्रोत और प्रेक्षक की आवृत्ति में परिवर्तन होता है लाल विचलन और ब्लूशिफ्ट। आइए देखें कि इसका क्या मतलब है।

• जैसे ही प्रकाश स्रोत पर्यवेक्षक से दूर जाता है, पर्यवेक्षक को स्रोत की तुलना में कम आवृत्ति तरंग प्राप्त होती है। तथ्य यह है कि दृश्य स्पेक्ट्रम में लाल रंग की आवृत्ति सबसे कम होती है, स्पेक्ट्रम के लाल सिरे पर एक बदलाव पैदा करता है। इसे खगोल विज्ञान में रेडशिफ्ट के रूप में जाना जाता है।
• जैसे-जैसे प्रकाश का स्रोत पर्यवेक्षक के करीब आता है, पर्यवेक्षक को स्रोत की तुलना में उच्च आवृत्ति तरंग प्राप्त होती है। तथ्य यह है कि दृश्यमान स्पेक्ट्रम में नीले रंग की आवृत्ति सबसे अधिक होती है, स्पेक्ट्रम के नीले सिरे की ओर एक बदलाव पैदा करता है। इसे खगोल विज्ञान में ब्लूशिफ्ट के रूप में जाना जाता है।

निष्कर्ष:

यह लेख हमें दिखाता है कि तरंग प्रकाश भी ध्वनि की तरह डॉपलर प्रभाव का अनुभव करता है। यह घटना प्रकाश उत्सर्जक और प्रेक्षक की सापेक्ष गति के कारण होती है। हमें यह विचार आता है कि प्रकाश के डॉपलर प्रभाव के कारण ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है।