Каков процент относительного изменения частоты излучения звезды вследствие эффекта Доплера, если звезда движется

Тема урока: Эффект Доплера и изменение частоты излучения звезды

Инструкция: Эффект Доплера — это явление изменения частоты звуковых или световых волн вследствие относительного движения источника излучения и наблюдателя. Если источник приближается к наблюдателю, то частота излучения увеличивается, что приводит к сдвигу спектра в сторону синего цвета (синий сдвиг). Если источник отдаляется от наблюдателя, то частота излучения уменьшается, что приводит к сдвигу спектра в сторону красного цвета (красный сдвиг).

Формула для расчета процента относительного изменения частоты излучения:

\[ \text{Изменение в процентах} = \frac{\text{Сдвиг частоты}}{\text{Исходная частота}} \times 100\% \]

В данной задаче нам известна скорость движения звезды в направлении наблюдателя, которая составляет 240 км/с. Чтобы рассчитать процент относительного изменения частоты, нам также понадобится знание скорости света, равной примерно 300 000 км/с.

Дополнительный материал:

Известно, что исходная частота излучения звезды составляет 500 нм. Каков будет процент относительного изменения частоты излучения, если звезда движется к наблюдателю со скоростью 240 км/с?

Совет: Для лучшего понимания эффекта Доплера можно представить себе движение скоростной машины, издавая звуковой сигнал. При приближении к слушателю звук кажется высокочастотным, а при удалении — низкочастотным. Аналогично, свет от источника, движущегося к нам или от нас, будет иметь сдвинутую в сторону синего или красного цвета частоту.

Задание:
Исходная частота излучения звезды составляет 600 нм. Если звезда движется от наблюдателя со скоростью 320 км/с, какой будет процент относительного изменения частоты излучения?

Предмет вопроса: Эффект Доплера и относительное изменение частоты

Пояснение:
Эффект Доплера описывает изменение частоты звуковых или световых волн в зависимости от движения источника волн и наблюдателя. В данной задаче мы рассматриваем случай, когда звезда движется на нас.

Относительное изменение частоты излучения (относительный сдвиг) вызванного эффектом Доплера можно выразить следующей формулой:

Относительный сдвиг = (V / C)

где V - скорость звезды, направленная на наблюдателя, C - скорость света в вакууме (около 300 000 км/с).

В данной задаче дано, что скорость звезды равна 240 км/с. Подставив эти значения в формулу, получим:

Относительный сдвиг = (240 км/с) / (300 000 км/с)

Относительный сдвиг ≈ 0,0008

Для получения процента относительного изменения частоты необходимо умножить полученное число на 100:

Процент относительного изменения частоты = 0,0008 * 100

Процент относительного изменения частоты ≈ 0,08%

Демонстрация:
Каков процент относительного изменения частоты излучения звезды при движении со скоростью 240 км/с?

Совет:
Для лучшего понимания данной темы рекомендуется ознакомиться с основами физики волн и волновой оптики. Также рекомендуется понять, что относительный сдвиг частоты определяется отношением скорости источника к скорости света, что делает его очень малым для наблюдаемых звездных объектов.

Задание для закрепления:
Какой будет процент относительного изменения частоты излучения, если скорость звезды будет равна 150 км/с? (Округлите до ближайшего целого числа)