Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Moderator: physicalattraction

Reageer
Berichten: 255

Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Heb enkele vragen in verband met het dopplereffect:

1. Als je de formule van het niet relativistisch dopplereffect afleidt, dan krijg je verschillende formules afhankelijk of de observer of de bron beweegt. Wiskundig heb ik hier geen enkel probleem mee om dit af te leiden, maar ik zie intuïtief niet in hoe dit kan. De observer die met een bepaalde snelheid naar een stilstaande bron beweegt is toch equivalent met de bron die naar een stilstaande observer beweegt.

2. relativistisch geval: http://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_..._Doppler_effect (the mechanism, a simple case)

Is dit hier correct uitgewerkt? De speciale relativiteit zegt dat de lichtsnelheid voor alle waarnemers gelijk is.

in de eerste formule staat
\( t = \frac{\lambda}{v-c} \)
en de waarnemer ziet de lichtsnelheid dus niet als constant ,maar als v-c?

3. Door de Dopplershift verandert de waargenomen frequentie, maar hoe zit het nu met de energie?
\( \Delta E = hf \)
Dus de waargenomen energie van een foton verandert. Wil dit dan zeggen dat de energie die waargenomen wordt ook verandert, of worden er gewoon meer/minder fotonen waargenomen zodat de totale E = constant?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

De observer die met een bepaalde snelheid naar een stilstaande bron beweegt is toch equivalent met de bron die naar een stilstaande observer beweegt.
nope.

Dit is het duidelijkste in te zien indien er met de geluidssnelheid bewogen wordt.

Als de bron die elke seconde een piepje uitzendt bijv gedurende 10 seconden met de geluidssnelheid naar een waarnemer toe beweegt, dan hoort de waarnemer in één klap alle tien de piepjes tegelijk.

Dan de stilstaande bron, ook weer elke seconde een piepje uitzendend, en de waarnemer die er met de geluidssnelheid op afvliegt. Die hoort nu 5 seconden lang elke halve seconde een piepje.

Als je daar intuitief moeite mee hebt, schets het dan eens op een ruitjesblaadje, alle tien de seconden met hun bijbehorende geluidsgolffronten en posities van waarnemer en zender..... [rr] ....
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Gebruikersavatar
Berichten: 3.751

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

bram2 schreef:Is dit hier correct uitgewerkt? De speciale relativiteit zegt dat de lichtsnelheid voor alle  waarnemers gelijk is.

in de eerste formule staat
\( t = \frac{\lambda}{v-c} \)
en de waarnemer ziet de lichtsnelheid dus niet als constant ,maar als v-c?
Is een meting gedaan door een waarnemer stilstaand tov de bron (ten op zichte waarvan de snelheid v gerefereerd is) Daarna breng je het resultaat naar degene die het licht waarneemt, door tijdsdilatatie toe te passen.

ivm vraag 3. je zal daar minder problemen mee hebben als je bedenkt dat de energie waarnemerafhankelijk is, zelfs klassiek. Als ik op de trein een bal naast me neerleg, dan heeft die wat mij betreft kinetische energie 0. Voor een waarnemer op het perron echter... Als je wat vordert in SR zal je leren dat E de tijdscomponent is van een viervector (energie-impulsviervector)

Berichten: 426

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Jan van de Velde schreef: nope.

Dit is het duidelijkste in te zien indien er met de geluidssnelheid bewogen wordt.

Als de bron die elke seconde een piepje uitzendt bijv gedurende 10 seconden met de geluidssnelheid naar een waarnemer toe beweegt, dan hoort de waarnemer in één klap alle tien de piepjes tegelijk.

Dan de stilstaande bron, ook weer elke seconde een piepje uitzendend, en de waarnemer die er met de geluidssnelheid op afvliegt. Die hoort nu 5 seconden lang elke halve seconde een piepje.

Als je daar intuitief moeite mee hebt, schets het dan eens op een ruitjesblaadje, alle tien de seconden met hun bijbehorende geluidsgolffronten en posities van waarnemer en zender..... Afbeelding ....
Hebben we het hier over licht of over geluid? Totaal verschillende fenomenen die niet met elkaar vergeleken kunnen worden. Geluid is gerelateerd aan een stilstaand medium, licht niet.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

zoeff schreef:  Totaal verschillende fenomenen die niet met elkaar vergeleken kunnen worden. 
Verschillende fenomenen, maar beide een golfkarakter, en dus in dat opzicht, golfverschijnselen, vele overeenkomsten vertonend. 
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 426

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

De vraag van bram2 ging over licht. In je reactie heb je het over geluid. Ondanks het gemeenschappelijke golfkarakter kun een vraag over licht niet beantwoorden met een verhaal over geluid. Het begrip 'dopplereffect' wordt weliswaar gebruikt bij zowel licht als geluid, maar behalve die term heeft het niet veel meer met elkaar te maken.  

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Het gaat in beide gevallen om zich van elkaar verwijderende (of elkaar naderende) bronnen, waarbij waargenomen frequenties veranderen. En dat gebeurt bij geluid volgens exact dezelfde principes als bij licht. Geluid is daarbij wat grijpbaarder, voorstelbaarder  dan licht. Dus ik kna ene vrag over doppler-licht prima beantwoorden met een exact analoog geval met geluid.
 
Maar als jij Bram2 beter denkt te kunnen helpen dan stel ik voor dat jij dat eventjes doet.
In plaats van slechts melden dat het niet zo zit zoals ik zeg, gewoon even uitleggen hoe het dan wel zit. Is wat productiever......
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 426

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Ik zie nu dat je alleen antwoord op vraag 1 had gegeven, maar dan wel in het geval je het hebt over geluid. Je uitleg in het antwoord gaat over een bewegende of stilstaande bron in een stilstaand medium (lucht). Bij licht kan dat zo niet worden gesteld. Ik was in de veronderstelling dat bram2 vraag 1 ook betreffende licht bedoelde, omdat zijn vragen 2 en 3 ook over licht gaan.  

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

zoeff schreef:  Je uitleg in het antwoord gaat over een bewegende of stilstaande bron in een stilstaand medium (lucht).
in een stilstaand medium heeft de geluidsgolf alle kanten op een gelijke snelheid.
Of licht nu wel of geen medium nodig heeft, ook hier heeft de lichtgolf alle kanten op dezelfde snelheid.
Kortom, dezelfde doppler-regels gelden.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 426

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Jan van de Velde schreef: in een stilstaand medium heeft de geluidsgolf alle kanten op een gelijke snelheid.
Of licht nu wel of geen medium nodig heeft, ook hier heeft de lichtgolf alle kanten op dezelfde snelheid.
Kortom, dezelfde doppler-regels gelden.
https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/96452-doppler-effect-verschil-tussen-geluid-en-licht/

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

SR of niet doet aan de grondbeginselen niks toe of af. 
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 54

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Mooi gezegd. Mooi om te zien dat de geest van waarheid niet kan worden geboycot of afgebrand, maar doorwerking vindt. Licht met of zonder zonder medium geeft hetzelfde effect als geluid in een medium. Maar dat licht steeds even snel blijkt te gaan, vinden we raar vanuit klassiek gedachtengoed. Maar hoe raar is dat eigenlijk, als we weten en begrijpen dat geluid ook steeds dezelfde snelheid heeft?

Eigenlijk, als je je grondbeginselen trouw blijft, zul je jezelf hier vragen stellen. Want als we heel even theoretisch aannemen dat licht zich gedraagt als geluid (golf), dan is de verwachting dat een lichtstraal altijd dezefde snelheid zal hebben. Want alle geluidstonen hebben ook dezefde snelheid. Waarom dan was het zo'n raadselachtige uitkomst dat het licht steeds dezelfde sneheid had? We zijn toch ook niet verbaasd dat de sirene van een rijdende ambulance wel een hogere toon geeft, maar dezelfde geluidssnelheid heeft? En de kernvraag is dus hoe trouw je zult zijn aan het grondbeginsel dat je hier zelf hebt erkend. Stel je jezelf hier wel eens vragen over?

Berichten: 426

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Hagemot, geluid heeft een constante snelheid tov het medium. Volgens srt heeft licht een constante snelheid tov bron EN waarnemer. Dat is "bijzonder"...(het is een aanname).

Berichten: 54

Re: Dopplereffect (niet en wel relativistisch)

Dat heeft te maken met de samenhang tussen frequentie en beweging. Elke frequentie gaat over deeltjes in beweging. Komt daar een snelheid bij aan te pas (een externe beweging), dan wordt de energie van die beweging opgenomen in de trilling doordat de frequentie een weinig toeneemt. Maar let op: die heen-en-weerbeweging is van van een belachelijk hoge snelheid/frequentie. Dus neem aan een frequentie 400 nanohertz, waar een beweging plaatsvindt. Na één trilling is die beweging verdisconteerd in de trilling en te zien als een trilling met iets hogere frequentie.Waar zijn we dan beland? Slechts 400 nanometer verder oftewel één enkele trilling verder. Na één trilling is het effect dus al weg en omgezet in een hogere frequentie. Na één seconde meet je dus absoluut geen verschil meer. Dat is onontkoombaar dwingende logica.
 
Wat meet je dan als snelheid? Dezelfde snelheid. Want alle snelheidsmeters meten niet met de verhoogde frequentie, maar met de snelheid van de deeltjes in het medium, die vanuit de aard van het medium altijd constant is. Waar is die snelheid dan gebleven? in een verhoogde frequentie plus een verhoogde druk.  
 
Het bijzondere is dus in het geheel niet bijzonder. Alleen moet je er wel mee rekenen dat de wetenschap heeft vergeten om het verband tussen frequentie en snelheid als een impulswet te zien. Het Doppler-effect is gewoon een impulswet voor drukomgevingen. En het gelijkstellen van snelheid ten opzichte van zowel bron als waarnemer, is puur mogelijk bij de gratie van weigeren om zuiver te meten. Om precies te zijn worden alle proeven van Michelson en Morley, gemeten met wit licht, dus met opzettelijke demonstratieve opzijzetting van de frequentie-effecten van beweging. Best een beetje mal, als je beseft dat de frequentie-effecten bij geluid gewoon hoorbaar zijn, en bij licht gewoon zichtbaar (theoretisch dan, want in de praktijk is licht een bundel "ruis" en treedt een spectrumverschuiving op waardoor je niet ziet wat je bij geluid wel hoort).

Reageer