为什么用多普勒效应可以测得天体的运动速度

1842年,奥地利物理学家多普勒发现,运动物体发出的声音在静止的观测者听起来会发生变化。当发声物体远离观测者运动时,观测者听到的声波波长就会比静止波长更长,而声源朝向观测者运动时,听到的声波波长就会比静止波长更短。速度越高,波长变化越大。在生活中很容易体会这一点:如果汽车经过你时鸣喇叭,你会听到喇叭声从细变粗,而且速度越快,这种变化越明显。由此就可以根据声音的变化知道汽车的速度。

多普勒效应示意图

光波和声波一样,也会由于多普勒效应而发生波长的变化。恒星的光谱中有一系列吸收线,如果恒星远离我们而去,我们观测到的这些吸收线就会向光波的红端(长波)方向移动,称为谱线红移;反之,当恒星朝向我们而来时,观测谱线会向光波的蓝端(短波)方向移动,称为谱线蓝移。测出谱线红移或蓝移的量,根据多普勒效应的公式,我们就可以得出恒星朝向或者远离我们的速度了。

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