Crveni pomak

Crveni pomak (gore) i plavi pomak (dolje).

Spektralne linije udaljene galaksije u usporedbi sa Sunčevim (lijevo).

U prometu se s pomoću Dopplerova učinka i radara može odrediti brzina kretanja vozila.

Dopplerov učinak se može primijetiti i kod kretanja labuda po vodi (valovi na vodi).

Crveni pomak je pomak spektralnih linija svjetlosti (povećanje valnih duljina) prema crvenom dijelu spektra. Općenitije, pomak spektralnih linija elektromagnetskih valova prema većim valnim duljinama u spektru. Nastaje kad se izvor elektromagnetskih valova udaljava, što je brže udaljavanje izvor veći je crveni pomak (Dopplerov učinak) ili kad se izvor elektromagnetskih valova nalazi u snažnom gravitacijskom polju, a emitirani se valovi šire prema slabijem gravitacijskom polju. Kozmički crveni pomak odražava opće širenje svemira (Hubbleov zakon). Gravitacijski crveni pomak nastaje gubitkom energije fotona u gravitacijskome polju. Dokazan je Mössbauerovim učinkom i zapažen je u spektrima zvijezda s jakim gravitacijskim poljem.

Hubbleov zakon

Podrobniji članak o temi: Hubbleov zakon

Hubbleov zakon, prema E. P. Hubbleu, matematički je opis širenja svemira prema kojem je brzina udaljavanja v skupova galaktika razmjerna udaljenosti od Zemlje r, to jest:

$v=H_{0}\cdot r$

pri čem je H₀ - Hubbleova konstanta, koeficijent razmjernosti kojoj se danas vrijednost procjenjuje između 60 i 70 km/s po megaparseku (Mpc). Brzina udaljavanja mjeri se pomakom spektralnih linija prema crvenom dijelu spektra, dakle povećanjem njihovih valnih duljina, što se tumači Dopplerovim učinkom.

Dopplerov učinak

Podrobniji članak o temi: Dopplerov efekt

Dopplerov učinak ili Dopplerov efekt je promjena frekvencije valova pri relativnom gibanju njihova izvora ili promatrača. Opaža se kod svakoga valnoga gibanja kao povećanje, odnosno smanjenje frekvencije kada se izvor valova i promatrač međusobno približavaju, odnosno udaljavaju. Umjesto frekvencije izvora f₀, opaža se frekvencija f:

$f=\left({\frac {c+v_{\text{r}}}{c+v_{\text{s}}}}\right)f_{0}\,$

gdje je:

$c\;$ - brzina valova u sredstvu (na primjer u zraku);

$v_{\text{r}}\,$ -relativna brzina promatrača; pozitivna ako se promatrač približava prema izvoru (negativna za udaljavanje);

$v_{\text{s}}\,$ - relativna brzina izvora; pozitivna ako se izvor približava prema promatraču (negativna za udaljavanje).

Kod zvučnih valova Dopplerov učinak opaža se kao povišenje ili sniženje tona: na primjer ton raznih vozila čini se viši za vrijeme približavanja a niži prilikom udaljavanja. Kod svjetlosnih valova spektralne linije pomaknute su prema ljubičastomu dijelu spektra ako se izvor približava (plavi pomak), a prema crvenome (crveni pomak) ako se udaljava. Prema teoriji relativnosti u tom slučaju vrijedi:

$f=f_{0}\cdot {\sqrt {1-v^{2}/c^{2}\,}}\cdot (1+{\frac {v\cdot \cos \alpha }{c}})$

gdje je: c - brzina svjetlosti, a α - kut izvora prema promatraču: α = 90° kod transverzalnoga gibanja, pa se to naziva transverzalni (poprečni) Dopplerov učinak. U astronomiji se primjenom Dopplerova učinka mjeri brzina radijalnoga gibanja nebeskih tijela (na primjer male promjene brzine zvijezda pod utjecajem planeta, brzine gibanja galaktika) ili njihovih dijelova (brzina rotacije, brzina pulsiranja). U prometu se s pomoću Dopplerova učinka i radara može odrediti brzina kretanja vozila; u medicini, brzina protoka krvi (ehosonografija).

Poveznice

• Dopplerov učinak
• Plavi pomak
• Hubbleov zakon
• Gravitacijski crveni pomak