Światło- potocznie nazywa się tak widzialną część promieniowania elektromagnetycznego, czyli promieniowanie widzialne odbierane przez siatkówkę oka ludzkiego np. w określeniu światłocień. Precyzyjne ustalenie zakresu długości fal elektromagnetycznych nie jest tutaj możliwe, gdyż wzrok każdego człowieka charakteryzuje się nieco inną wrażliwością, stąd za wartości graniczne przyjmuje się maksymalnie 380-780 nm, choć często podaje się mniejsze zakresy (szczególnie od strony fal najdłuższych) aż do zakresu 400-700 nm.
Efekt Dopplera- Christian Andreas Doppler był Austriackim fizykiem i matematykiem. Urodził się w 1803 roku w Salzburgu. Jak zapewne pamiętacie, XIX wiek to epoka swoistego boomu naukowego1, który spowodował, między innymi, szybki rozwój sieci kolejowych. Maszyny budowane przez człowieka osiągały prędkości, o jakich w poprzednim stuleciu nie śniło się nawet największym fantastom. W latach czterdziestych tego niesamowitego wieku Doppler wykładał na politechnice w Pradze. Kto wie, być może właśnie na stacji kolejowej w tym pięknym mieście zauważył, lub raczej usłyszał, bardzo niezwykłe zjawisko.
Mianowicie zauważył zjawisko dla fal, polegające na powstawaniu różnicy częstotliwości wysyłanej przez źródło fali oraz zarejestrowanej przez obserwatora, który porusza się względem źródła fali. Czyli dajmy na to przykład jadący pociąg który używa sygnału zmienia natężenie, dźwięk jest wyższy jak pociąg się zbliża, a gdy się oddala natężenie fal maleje i ton głosu obniża się.
Wróćmy do światła.Planety, gwiazdy i galaktyki wysyłają elektromagnetyczne fale świetlne. Czasem same emitują światło (jak w przypadku gwiazd), a czasem tylko odbija się ono od nich (planety). Przypatrzmy się spektrum światła widzialnego
które, jak widać, rozciąga się od barwy czerwonej (odpowiada jej długość λ = 700 nm) aż do fioletowej (o długości λ = 380 nm). Oznacza to, że fala o barwie bliżej czerwieni ma mniej „upakowane” maksima, czyli mniejszą częstotliwość, od tej o barwie niebieskiej. Spójrzmy na rysunek
Skoro wiemy już tyle o efekcie Dopplera, możemy rozwiązać dla wprawy zadanie:
Sytuacja ma miejsce w niedalekiej przyszłości. Fizyk jedzie nowoczesnym, sportowym autem (bo w przyszłości wszyscy fizycy będą bogaci). Dojeżdżając do skrzyżowania przejechał na czerwonym świetle. Został niezwłocznie zatrzymany przez stróża prawa. Oto przebieg ich konwersacji:
- Dzień dobry, panie kierowco. Przejechał pan przez skrzyżowanie na czerwonym świetle, poproszę o dokumenciki.
- Dzień dobry. Jak to na czerwonym, panie władzo? Przecież wyraźnie widziałem światło zielone.
- Nie, nie, z pewnością było czerwone.
- To ja już wiem co się stało, panie władzo – tłumaczy się sprytny fizyk. Najwyraźniej padłem ofiarą efektu Dopplera.
- A rzeczywiście – odpowiada policjant, który, jak zaraz się okaże, „nie jest w ciemię bity”. - Widziałem w Internecie stronę na ten temat. Tylko z tego co tam wyczytałem to musiałby pan rozwinąć doprawdy niebotyczną prędkość. Teraz niech się pan zastanowi, mandat za przejechanie skrzyżowania na czerwonym wynosi 1000€. Natomiast na tej trasie jest ograniczenie do 100 m/s (to jest 360 km/h , w przyszłości zakładamy, że takie prędkości będą osiągalne dla pojazdów osobowych). Mandat za przekroczenie prędkości o 10 m/s wynosi 1€.
- Rozumiem – odpowiada strudzony fizyk, już przeliczywszy sobie w pamięci koszty.
- To jak będzie? Liczymy, czy wyciąga pan kierowca tysiaczka?
Applet wizualizuje sytuację z naszego zadania. Przedstawiony jest na nim prędkościomierz (policyjny radar) i światło drogowe, które na początku ma kolor czerwony. Radar podaje prędkość w megametrach (przedrostek mega odpowiada 1 000 000) na sekundę. Suwak pod obrazkiem pozwala na zmianę prędkości w zakresie od 0 Mm/s do 110 Mm/s. Zaobserwujcie co się dzieje ze światłem, kiedy zwiększa się prędkość…
Poniżej zamieszczam aplikację która pokazuje nam jak zmienia się widmo światła wraz z prędkością.
Apllet <-- Link
Applet wyraźnie wskazuje nam ze od prędkości 80 000 000Mm/s(288 000 000km/h) światło czerwone zaczyna stawać się zielone
mam nadzieję, że zaciekawiło
tak, studiuję pielęgniarstwo.
poprawione po komentarzu.
Najlepszy komentarz (23 piw)
Sprzedaj wszystko co masz, bo tylko wtedy wygrasz w kasynie. 