Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Калитеевский Н.И. -> "Волновая оптика" -> 147

Волновая оптика - Калитеевский Н.И.

Калитеевский Н.И. Волновая оптика — М.: Высшая школа, 1995. — 463 c.
ISBN 5-06-003083-0
Скачать (прямая ссылка): volnovayaoptika1995.djvu
Предыдущая << 1 .. 141 142 143 144 145 146 < 147 > 148 149 150 151 152 153 .. 175 >> Следующая

При проведении астрономических измерений, основанных на эффекте Доплера, был обнаружен ряд явлений, истолкование которых вызвало широкую дискуссию, еще не исчерпавшую круг рассматриваемых вопросов.
Дело в том, что при наблюдении спектров удаленных скоплений звезд (галактик) всегда фиксируется красное смещение, что соответствует удалению исследуемых светил . В некоторых случаях скорость удаления галактик, определенная из доплеровского смещения, была очень велика и достигала 0,3 — 0,4 скорости света в вакууме (сине-зеленые линии попадали в красную область спектра). Такие измерения иллюстрируются рис. 7.13.
Эти наблюдения качественно подтверждали высказанную советским ученым А. А. Фридманом (1923 г.) гипотезу о расширяющейся Вселенной, которая может рассматриваться как следствие общей теории относительности, но грандиозные масштабы явления требовали детального осмысливания и обсуждения как в физическом, так и в философском плане. В ходе дискуссии были уточнены некоторые астрофизические аспекты проблемы и высказаны предположения о возможных дополнительных причинах наблюдаемого явления.
Некоторые из таких предположений должны быть отвергнуты, как противоречащие всей сумме
экспериментальных фактов (найример, популярная в свое время гипотеза «старения квантов» — изменение частоты света, доходящего от далеких галактик, в результате потерь энергии, увеличивающихся с ростом пути, пройденного светом). Подробное
21 500 км/с
III II 111 I И I
III к КI МП
39 300 км/с
III III Ml I
60 900км/с
7.13. Спектры пяти галактик, в которых наблюдаются красные смещения
Смещения показаны горизонтальными стрелками различной длины
389
Ar-I Ar-II
II
s
исследование современных взглядов по этим сложным вопросам можно найти в специальной литературе” .
Продольный эффект Доплера служит причиной смещения спектральных линий ионов, которые в результате воздействия электрического поля могут приобретать очень большие скорости направленного движения. На рис. 7.14 приведены результаты
интерферометрического исследования смещения линий Ar-II относительно линий нейтральных атомов этого же элемента (Аг-I), возникавшие в результате движения ионов под действием постоянного электрического поля, направленного вдоль оси разрядной трубки.
Большие смещения возникают в современных установках (пинч-эффект), где движение ионов с большими скоростями используется для наблюдения различных эффектов, связанных с передачей энергии и количества движения нейтральным атомам. На рис. 7.15 приведена фотография спектра ионов алюминия в поле, направленном вдоль их движения, позволяющая наблюдать смещение спектральных линий на призменном спектрографе. Справа от исследуемой линии иона A1-III видна линия нейтрального атома A1-I, которая не испытала никаких смещений при переключении электрического поля на противоположное направление.
Выявить наличие поперечного эффекта Доплера, как уже указывалось, весьма трудно. Первые опыты такого рода были проведены лишь в 1938 г. и повторены в 1959 и 1961 гг. при наблюдении свечения возбужденных атомов водорода, летящих С очень 7.15. Спектр алюминия, по -
большой скоростью (и * 3 • 108 см/с), лученный при большой ско-д ^ рости ионов
Атомы приобретали эту скорость в ре- „
^ ^ J г ПрИ изменении направления поля на
зультате столкновении с ионами мо— противоположное линия иона аг-ш лекул водорода, ускоренными в элек-трическом поле. Наблюдалось как свечение самих атомов, так и отражение излучаемого ими света от неподвижного зеркала. Остроумная методика позволяла
7.14. Интер-ферограммы атомной и ионной линий аргона
фотографирование производилось на одной половине щели спектрографа с изменением направления электрического поля.
На ионной линии заметен допле-ровский сдвиг
смещается, а линия нейтрального атома A1-I остается на месте
"См.: Зельдович Я. В. Теория расширяющейся Вселенной, созданная А.А.Фридманом // УФН. 1963. 90. Вып. 3. С. 357.
390
отличить асимметричное смещение спектральной линии, связанное с наличием поперечного эффекта Доплера, от симметричного смещения, возникающего в результате того, что скорость пучка излучающих частиц могла оказаться не строго перпендикулярной направлению наблюдения. Это усложнение методики опыта было необходимо, так как даже малые отклонения от взаимной перпендикулярности скорости движения частиц и направления наблюдения приводили к смещению того же порядка, что и исследуемый эффект.
Согласно теории [см. (7.44)], АХ/Х — р2/2. В экспериментах 1961 г. это значение было получено с ошибкой около 4%, тогда как в первых опытах ошибка достигала примерно 15% .
Перейдем теперь к исследованию следствий хаотического движения излучающих свет атомов (ионов). В этом случае возникает уширение спектральной линии, которое часто маскирует те или иные физические эффекты (в том числе и доплеровское смещение частоты, возникающее при направленном движении излучающих частиц). Вследствие такого уширения спектральных линий иногда оказывается неэффективным увеличение разрешающей силы и дисперсии спектральных приборов.
Предыдущая << 1 .. 141 142 143 144 145 146 < 147 > 148 149 150 151 152 153 .. 175 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed