Итак, в прошлый раз мы выяснили, что величина скорости источника будет зависеть от того, что именно мы использовали в вычислениях: длину волны или частоту. Почему так происходит?
Несмотря на утверждения о том, что механизм эффекта Доплера для света основан на относительном движении исключительно источника и приемника:
«…эффект Доплера для звуковых волн определяется скоростями движения источника и приемника относительно среды в которой распространяется звук. Для световых волн также наблюдается эффект Доплера, однако формула для изменения частоты имеет иной вид, чем (103.2). Это обусловлено тем, что для световых волн не существует вещественной среды, колебания которой представляли бы собой «свет». Поэтому скорости источника и приемника относительно «среды» не имеют смысла. В случае света можно говорить лишь об относительной скорости приемника и источника». (Савельев И.В., «Курс общей физики», «Наука», 1982г., том II, стр.301.)
формулы эффекта Доплера для света мало чем отличаются от формул эффекта, например, в акустике. Если на них внимательно взглянуть, то там мы тоже не увидим никакой среды: увидим только скорость звука. Точно так же, как и скорость света в формулах для света.
Для эффекта Доплера в акустике имеется разница: источник движется или приемник.
Если движется приемник, то длина волны не меняется, меняется восприятие частоты.
Если движется источник, то меняется длина волны и восприятие частоты.
Скорости источников (приемников) при одинаково воспринимаемой частоте в этих двух случаях штатно различаются. А поскольку формулы эффекта Доплера для света по сути описывают те же самые процессы (относительную скорость волны), то и применение формул на основе измененной длины волны или частоты тоже дают разные скорости источника.
И это при том, что в эффекте Доплера для света рассматривается исключительно ситуация, когда приемник неподвижен, а двигается источник.
(Надо сказать, что, если для звуковых волн такие изменения не приводят к изменению энергии волны, для света, в силу принципиального различия трактовки этих волн, наблюдается нарушение законов сохранения, потому как изменение частоты приводит к изменению энергии фотона.)
Для иллюстрации относительности скорости именно сигнала мы вынуждены продублировать расчет из предыдущей статьи для света. Поскольку движется у нас источник, и меняется длина волны возьмем скорость источника, которая получилась в формуле с использованием длины волны:
И решим этот же пример с помощью классической формулы эффекта Доплера для звука. То есть, используя полученную скорость мы должны получить заявленную частоту:
(v – скорость сигнала, в нашем случае v=c; V0 – начальная частота; V – принимаемая частота; источник удаляется).
Как видим, рассказывается про среду распространения или нет, а результат совершенно одинаковый, а скорость сигнала в обоих случаях – относительная.
Таким образом, постулат о постоянстве скорости света опровергается совершенно и абсолютно экспериментально, поскольку эффект Доплера имеет место быть.
Однако, с эффектом Доплера мы имеем и более серьезные проблемы нежели заморочки с постулатом. Дело в том, что при волновой трактовке света мы ко-всему прочему имеем:
*нарушения законов сохранения;
*завышенные скорости движения объектов.
Можно, не зацикливаться на том, что все во Вселенной движется на порядки быстрее, чем в доступной близи от нас, или даже тешить себя мыслью о собственной исключительности, но лучше подойти к этому вопросу более реалистично. Как – мы расскажем в следующей статье.
А пока приведем маленький примерчик, иллюстрирующий то, к чему завышения скоростей приводят. (И если в данном случае на это вполне можно не обращать внимания, то строить какие-то более глобальные предположения о положении дел во Вселенной – немного самонадеянно.)
Солнце. Размер фотосферы оценивают в 300км. Тонкая ее структура представлена, так называемыми – гранулами.
«…Каждая отдельная гранула «существует» в среднем 5-10 минут, после чего она распадается, а не ее месте возникают новые.
Гранулы окружены темными промежутками, образующими как бы ячейки или соты. Спектральные линии в гранулах и в промежутках между ними смещены соответственно в синюю и красную сторону. Это означает, что в гранулах – вещество поднимается, а вокруг них опускается. Скорость этих движений составляет 1-2км/с.»(П.И. Бакулин, Э.И. Кононович, В.И. Мороз, «Курс общей астрономии», «Наука», 1977г.)
Так вот, если скорость (естественно, рассчитанную согласно эффекту Доплера) взять по минимуму (1км /с), то за 10 минут образуется гранула «высотой» 600км. Что раза в два превышает размер фотосферы. Хотя за пять минут с такой скоростью гранула, конечно, в пределы фотосферы впишется, но тогда лучше вообще не упоминать скорость 2км/с, и время в 10 минут.