اثر دوپلر و تغییر طول موج نور

راهنمایی کوتاه: در اثر دوپلر نوری، وقتی چشمه نور از ناظر دور می‌شود، طول موج نور دریافتی افزایش می‌یابد.

گام‌به‌گام:

1. اثر دوپلر در نور مشابه اثر دوپلر در صوت است، اما با تفاوت‌هایی مهم.
2. وقتی چشمه نور (مثلاً یک ستاره) نسبت به ناظر (تلسکوپ) در حال دور شدن باشد، فاصله بین قله‌های موج نور (طول موج) بیشتر می‌شود.
3. افزایش طول موج به معنای کاهش فرکانس نور دریافتی است (چون سرعت نور ثابت است: c = λν).
4. این پدیده در نور مرئی باعث می‌شود نور به سمت رنگ قرمز جابه‌جا شود که به آن «انتقال به سرخ» (Redshift) می‌گویند.
5. فرمول اثر دوپلر نسبیتی برای نور (وقتی سرعت چشمه نسبت به ناظر v باشد) به این صورت است: $\lambda ={\lambda }_0\sqrt{\frac{1+\frac{v}{c}}{1-\frac{v}{c}}}$ که در آن λ طول موج مشاهده‌شده و λ₀ طول موج اصلی است.
6. برای سرعت‌های کم نسبت به نور (v ≪ c)، می‌توان از تقریب $\frac{\Delta \lambda }{{\lambda }_0}\approx \frac{v}{c}$ استفاده کرد.

پاسخ نهایی: کمیتی که افزایش می‌یابد، طول موج (λ) نور دریافتی است. این پدیده باعث انتقال به سرخ در طیف نور می‌شود.

مثال مشابه: وقتی یک آمبولانس با آژیر روشن از شما دور می‌شود، صدای آژیر بم‌تر (فرکانس پایین‌تر) به گوش می‌رسد. در نور هم همین اتفاق می‌افتد: دور شدن چشمه نور باعث می‌شود نور دریافتی به سمت طول موج‌های بلندتر (مثلاً قرمز) متمایل شود.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: از این پدیده در نجوم برای اندازه‌گیری سرعت دور شدن کهکشان‌ها و اثبات انبساط جهان استفاده می‌شود. می‌توانی درباره «قانون هابل» و «انتقال به سرخ کیهانی» تحقیق کنی.