Görelilik Işık Sapması Hesaplama

Yayılma açısını ve β hız oranını girin; gözlenen (sapmış) açıyı alın.

Nasıl hesaplanır?

cos θ′ = (cos θ − β) / (1 − β·cos θ), ardından derece cinsinden θ′ = arccos(cos θ′) bulunur. Burada θ, ışığın gittiği yön ile gözlemcinin hız yönü arasındaki açıdır (derece, ilk durgun çerçevede ölçülen), β = v/c gözlemcinin hızının ışık hızına oranıdır ve θ′ aynı yönün hareketli gözlemci tarafından ölçülen değeridir.

Açı 0 ile 180 derece arasında, β ise 0 ile 1 arasında (1 hariç) olmalıdır; başka değerlerde sonuç çıkmaz. β = 0 iken hiçbir şey değişmez; hareket yönünde ya da tam tersinde giden ışık (0° ya da 180°) açısını korur. Aradaki tüm açılar için gözlenen açı ilkinden büyük çıkar ve etki β 1'e yaklaştıkça artar. Araç yalnızca tek bir açı verir; Doppler kaymasını ya da şiddet değişimini vermez.

Örnek hesaplama

Işık, gözlemcinin hareket yönüne 90°'lik açıyla gidiyor ve gözlemci β = 0,6 ile hareket ediyor. cos 90° = 0 olduğundan cos θ′ = (0 − 0,6) / (1 − 0,6 × 0) = -0,6. θ′ = arccos(-0,6) = 126,87° bulunur. Işığın yönü dik açıdan 36,87° sapmıştır; yani kaynak, hareket yönüne doğru kaymış görünür ve bu yönle 53,13° yapar.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • β'yı km/s ya da m/s cinsinden hız olarak girmek: β, v/c oranıdır; 0,6 ışık hızının %60'ı demektir, 1 ve üzeri değerde sonuç çıkmaz.
  • Radyan kullanmak: açı alanı 0 ile 180 arasında derecedir.
  • Açıyı yanlış eksenden ölçmek, örneğin yan yönden: açı gözlemcinin hareket yönünden ölçülür.
  • θ′'yü kaynağın görünen konumu sanmak: bu, ışığın gidiş yönüdür; kaynağın görünen yönü hareket doğrusundan 180° − θ′ uzaklıktadır.

Bu hesaplama hakkında

Bu hesaplayıcı, ışığın göreli sapmasını (relativistic aberration) hesaplar: ışığın θ açısıyla yayıldığı bir kaynağın, β = v/c hız oranıyla hareket eden bir gözlemciye θ′ açısına kaymış görünmesi, cos θ′ = (cos θ − β) / (1 − β·cos θ) formülüyle ifade edilir. Bu, klasik (göreli olmayan) sapmadan, β 1'e yaklaştıkça önem kazanan Lorentz kaynaklı payda terimiyle ayrılır.

Sapma, göreli hızlarda ışık kaynaklarının bir gözlemcinin görüş alanında neden hareket yönüne doğru kaydığını açıklar — göreli ışınlama (relativistic beaming) veya "far ışığı etkisi" adı verilen bir olgu. Astrofizikçiler, aktif galaktik çekirdeklerden ve pulsarlardan gelen jet gözlemlerini yorumlamak için bu etkiye dayanır; bu, bir nesnenin dinlenme çerçevesindeki yayılım deseniyle hızlı hareket eden bir gözlemcinin gerçekte gördüğünü birbirine bağlayan, özel görelilikte standart bir konudur.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (0)

  • İlk yorumu siz yazın.

Popüler hesaplayıcılar

Tüm Hesaplayıcılar