Мы заметили, что часто произносимые слова о «воспринимаемой частоте» в эффекте Доплера многими воспринимаются за чистую монету.
На самом деле, для волны и для импульсных режимов, частота – это величина сугубо расчетная. Ее нельзя воспринять.
Допустим, у нас есть ДПС-ный радар, неподвижный и такая же неподвижная машина. И запускаем к машине два импульса. Можно не сомневаться, обратно придет тоже два импульса. Если, конечно, на их пути не встрянет какой-нибудь любопытный теоретик. То есть, два отправили, два и воспримем. А между импульсами у нас был интервал в 0.01секуду. Эти два импульса мы с таким же интервалом и получим. Но, можем пересчитать время этого интервала на частоту.
Что такое частота? Это пересчет длительности интервалов на одну секунду. Получится штук/секунду. Банально делим нашу секунду на величину интервала (1/0.01) – получаем то, что в секунду уместится 100 таких интервалов. Итого, частота 100Гц (штук в секунду). А воспримем те же два сигнала. Можем даже «длину волны» посчитать, поскольку известна скорость сигнала. 0.01*с=3000000м.
Теперь, пусть у нас машина движется к нам. Запускаем два сигнала, они возвращаются с меньшим интервалом времени между ними. Например, 0.008с. Пересчитываем на частоту 1/0.008=125Гц. Это вовсе не значит, что мы все 125сигналов за секунду и получили. Получили мы те же два сигнала.
Для водяной волны ситуация та же.
То есть, «частота V колебаний, воспринимаемых приемником, увеличится» не означает, что источник изверг 4 горба, а приемник воспримет 5. Он получит все те же 4 горба, но меньшим промежутком времени между ними.
-
Для света-волны ситуация несколько другая. Для света-волны частота – это не абстрактный пересчет, а натуральная величина от которой зависит энергия этой волны. Другими словами, если частота увеличилась, то это изменился сам фотон. Стал более энергоемким.
Вспомним наши колбаски.
Наши колбаски не могут выйти за пределы одной секунды и 300000000м общей длины.
Допустим, для колбасы все понятно: одно и то же количество фарша можно сформовать в виде много маленьких колбасок, или колбасок подлиннее, но в меньшем количестве. Но для света-волны это не одно количество фарша. Поскольку любой колбасине частотине приписывается одна и та же энергия (h), то любая дополнительная частотина означает увеличение количества фарша энергии.
А вот теперь веселый момент.
Поскольку стеклянная треугольная призма никакую частоту подсчитывать не в состоянии, то частота для света – это тоже исключительная расчетная величина. К тому же, количество частотин в секунду (300000000м) никак не сочетается с количеством частотин в трехметровом цуге, что тоже говорит об условности частоты.
В призме работают явления преломления и дисперсии.
Зато, при большей, относительно приемника скорости у фотона увеличивается импульс. А заодно и расчетная величина – энергия. То есть, он действительно более «энергичен». Поэтому, по законам дисперсии мог бы получить в стекле большее преломление. И занял бы на экране несколько смещенное место по сравнению с таким же, но без эффекта Доплера.
Но, для этого понятно, его скорость должна быть выше, чем просто скорость света. То есть, не постулат.
Однако, в среде призмы своя скорость для света. И поэтому, в общем и по большому счету, без разницы на какой скорости этот свет к призме подошел. Его энергичность нивелируется.
Зато, в призме работает не только дисперсия, но и преломление.
с/v среды=n. Когда свет подходит к призме на другой скорости, то обязательно поменяется коэфициент преломления с±vисточника/v среды=n'.
Таким образом, скорость света в данной среде никак от движения источника не зависит, но скорость подошедшего к призме света другая, нежели чем с. И общая формула
И в общем, уже не надо страдать по поводу разницы между частотой (энергией), рассчитанной на одну секунду (300000000м) и частотой (энергией) которая вмещается в трехметровый цуг. И вообще – частотой. А заодно можно не заморачиваться каким образом весь цуг при фотоэффекте поглощается одним квантом, в то время, пока он еще некоторое время после этого излучается. :)