تاریخچه یک جریمه
وقتی
دوپلر برای نخستین بار (در سال 1842) به این فکر رسید که نزدیک یا دور شدن
متقابل شنونده یا بیننده از منبع صوت یا نور با تغییر طول امواج صوتی یا
نوری که شنیده یا دیده می شود همراه است? نظر بسیار جسورانه ای را ابراز
داشت?دائر بر اینکه علت رنگ های گوناگون ستاره ها در این پدیده نهفته
است.او خیال می کرد که رنگ همه ی ستاره ها اصولا سفید است.بسیاری از آنها
به این دلیل رنگین به نظر می آیند که نسبت به ما با سرعت زیادی حرکت می
کنند. ستهاه های سفیدی که به سرعت نزدیک می شوند?به سوی بیننده ی روی زمین
امواج نوری کوتاه شده میپراکنند که سبب پیدایش احساس رنگ های سبز و آبی و
بنفش می شود و بر عکس?ستاره های سفیدی که به سرعت دور می شوند?زرد یا سرخ
به نظر می آیند.
این فکر یک فکر بکر و بدیع?اما بدون شک اشتباه
بود.برای آنکه چشم بتواند تغییر رنگ ستاره ها در نتیجه ی حرکت را
ببیند?قبل از هر چیز باید سرعت ستاره ها نسبت به ما فوق العاده زیاد (ده
ها هزار کیلومتر در ثانیه ) باشد.اما این نیز کافی نیست?زیرا همزمان با
تبدیل?مثلا? اشعه ی آبی ستاره ی سفیدی که نزدیک می شود? به اشعه ی بنفش?
اشعه ی بنفش?اشعه ی سبز به اشعه ی آبی تبدیل می شود? اشعه ی ماورا بنفش به
بنفش و اشعه ی قرمز به مادون قرمز تبدیل می شود.خلاصه اجزای متشکله ی رنگ
سفید همه باقی می مانند? پس با وجود تغییر مکان عمومی همه ی رنگ های طیف?
چشم نباید هیچ تغییری در رنگ عمومی حس کند.
تغییر مکان خطوط تیره در طیف ستاره هایی که نسبت به
بیننده حرکت می کنند? مطلب دیگری است.این تغییر مکان ها با اسباب های دقیق
بخوبی دیده می شوند و امکان می دهند از روی شعاع دید سرعت ستاره را تعیین
کرد.
یک بار که ربرت وود فیزیسین مشهور پشت فرمان اتومبیل
خود نشسته بود و به سرعت می رفت? با اینکه چراغ راهنما قرمز بود? اتومبیل
را نگه نداشت? وقتی پلیس خواست او را جریمه کند? اشتباه دوپلر را به یاد
آورد.میگویند وود کوشید مامور راهنمایی را قانع کند که وقتی به سرعت به
چراغ راهنما نزدیک بشویم? رنگ قرمز سبز به نظ می آید.اگر آن پلیس فیزیک می
دانست? میتوانست حساب کند که تومبیل میبایست با سرعتی غیر قابل تصور? یعنی
135 میلیون کیلومتر در ساعت حرکت کند تا عذر دانشمند موجه و سخنانش درست
باشد.
حالا ما حساب می کنیم.
اگر طول امواج نوری را که از منبع نور (در این مورد چراغ راهنما) پخش می شود و طول امواجی را که به نظر بیننده (پرفسور اتومبیل ران) می آید و سرعت اتومبیل را و سرعت نور را فرض کنیم?نسبت این مقادیر طبق تئوری به صورت زیر است:
میدانیم که کوتا هترین موج نوری از امواج قرمز
مساوی0.0063 میلیمتر و بلندترین موج از امواج سبز مساوی 0.0056 میلیمتر و
سرعت نور 300000 کیلومتر در ثانیه است. پس خواهیم
داشت:
و از این فرمول سرعت اتومبیل می شود:
یا 135000000 کیلومتر در ساعت. با چنین سرعتی وود
در مدت یک ساعت و چند دقیقه به اندازه ی فاصله میان زمین و خورشید از
پاسبان دور میشد. می گویند با وجود این وود را به علت تجاوز از سرعت مجاز
جریمه
کردند.
منبع: کتاب فیزیک برای سرگرمی( جلد دوم)
تهیه و تنظیم: افشان مافی
کلمات کلیدی :