Startuj z nami!

www.szkolnictwo.pl

praca, nauka, rozrywka....

mapa polskich szkół
Nauka Nauka
Uczelnie Uczelnie
Mój profil / Znajomi Mój profil/Znajomi
Poczta Poczta/Dokumenty
Przewodnik Przewodnik
Nauka Konkurs
uczelnie

zamów reklamę
zobacz szczegóły
uczelnie

Aberracja światła

Aberracja światła

Schemat aberracji
Schemat przedstawiający aberrację gwiazdową.

Aberracja światła (określana także jako aberracja astronomiczna lub aberracja gwiezdna) to zjawisko astronomiczne polegające na pozornym ruchu położenia kątowego ciał niebieskich w cyklu rocznym. Zjawisko to odkrył w 1728 roku James Bradley , który chcąc odkryć zjawisko paralaksy rocznej mierzył zmiany deklinacji gwiazdy γ (gamma) Draconis .

Spis treści

Aberracja dla małych prędkości

Bradley wytłumaczył ten efekt geometrycznym złożeniem prędkości orbitalnej Ziemi i prędkości światła od gwiazdy, otrzymując w ten sposób wzór:

\operatorname{tg}\theta = \frac{v}{c}

Wzór ten jest stosunkowo dobrym przybliżeniem dla obserwacji niezbyt odległych gwiazd z Ziemi, jako że porusza się ona ze stosunkowo niską, nierelatywistyczną prędkością (v=30km/s). Jednakże złożenie prędkości Ziemi i światła nie jest poprawną interpretacją, daje w rzeczywistości błędne wyniki, wymaga bowiem istnienia prędkości większych niż prędkość światła. Dokładne wytłumaczenie podaje dopiero mechanika relatywistyczna.

Relatywistyczna interpretacja zjawiska aberracji

Aberracja światła podobnie jak poprzeczny efekt Dopplera jest poprawnie tłumaczona przez szczególną teorię względności . Zakładając, że ruch Ziemi odbywa się prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali świetlnej z gwiazdy, stanowiąc układ nieruchome źródło - ruchomy obserwator. Gwiazda wysyła fale o częstotliwości f0, które zgodnie z relatywistycznym efektem Dopplera są odbierane przez obserwatora na Ziemi jako fale o większej częstotliwości. Zgodnie z relatywistyczną transformacją kąta, kąt obserwacji fali w układzie spoczywającym:

\operatorname{tg}\theta=\frac{\sin\alpha}{\gamma(\cos\alpha+\beta)}, gdzie \beta=\frac{v}{c}

α - kąt w układzie poruszającym się. Stosując relatywistyczną transformację kąta, traktując Ziemię jako układ spoczywający, a gwiazdę za obiekt poruszający się, dla aberracji światła uzyskujemy w pełni poprawny wzór na kąt aberracji:

\operatorname{tg}\theta = \gamma\beta=\frac{v}{c\sqrt{1-\beta^2}}

Wzór ten musi być stosowany dla dużych względnych wartości prędkości obserwatora i gwiazdy (istotne przy obserwacji odległych gwiazd). Poza tym ruch względny Ziemi i gwiazdy można przy pomocy relatywistycznego składania prędkości sprowadzić do ruchu jednego układu względem spoczywającego drugiego.

Rodzaje aberracji

Rozróżnia się kilka składników aberracji światła związanych z różnymi składowymi ruchu obserwatora:

  • aberracja dzienna - wynikająca z ruchu obrotowego Ziemi ; jej maksymalna wielkość to 0,32 sekundy łuku ,
  • aberracja roczna - (najważniejszy rodzaj aberracji światła) spowodowana ruchem orbitalnym Ziemi - maksymalna wartość to 20,50 sekundy łuku (tzw. stała aberracji rocznej),
  • aberracja wiekowa - spowodowana ruchem Układu Słonecznego względem okolicznych gwiazd.

Aberracja roczna jest historycznie pierwszym dowodem na ruch Ziemi wokół Słońca .

Źródła

  • Jan Flis: Szkolny słownik geograficzny. Warszawa: WSiP, 1986, s. 21. 


Inne hasła zawierające informacje o "Aberracja światła":

Zawał mięśnia sercowego ...

Strefa eufotyczna ...

Komórki płomykowe ...

Narodowy socjalizm ...

Płyn Lugola ...

Pokolenie "Współczesności" ...

1938 ...

Tętno ...

Różaniec ...

Ziemia ...


Inne lekcje zawierające informacje o "Aberracja światła":

09 Wymijanie (plansza 6) ...

10b Wyprzedzanie - część 2 (plansza 14) ...

02c Pojęcia podstawowe - część 3 (plansza 12) ...





Zachodniopomorskie Pomorskie Warmińsko-Mazurskie Podlaskie Mazowieckie Lubelskie Kujawsko-Pomorskie Wielkopolskie Lubuskie Łódzkie Świętokrzyskie Podkarpackie Małopolskie Śląskie Opolskie Dolnośląskie