Поперечный эффект Доплера - изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), когда квант света идет от источника к наблюдателю по
кратчайшему путиДля системы отсчета
, в которой наблюдатель покоится и источник движется относительно него:
Поскольку
и
, наблюдатель видит поперечный эффект Доплера. "Зеленая" лампочка представится наблюдателю "красной"
Покраснение лампочки свидетельствует, что темп хода движущихся в системе отсчета наблюдателя часов замедлился.
f=
Рис.4 Если источник движется в системе отсчета наблюдателя , наблюдатель поворачивает тубус перпендикулярно к направлению движения источника (как и было сделано в опыте Айвса). Источник "промелькивает" в тубусе наблюдателя, который видит вспышку красного цвета.
The first longitudinal experiments were carried out by Herbert E. Ives and Stilwell in (1938), and many other longitudinal tests have been performed since with much higher precision.Also a direct transverse experiment has verified the redshift effect for a detector actually
aimed at 90 degrees to the object.
https://en.wikipedia.org/wiki/Relativis ... ler_effectОднако, в этой задаче наблюдатель движется в системе
. Выполняется условие, что квант света идет от источника к наблюдателю по кратчайшему пути. Поскольку скорость света конечна, наблюдатель видит фотон, который движется под углом
. Этот фотон был выпущен в системе отсчета источника под другим углом
. Углы
и
связаны формулой аберрации:
Поэтому,
Следовательно, если фотон был выпущен под прямым углом в системе отсчета источника (
), наблюдатель
увидит сдвиг частоты фотона в коротковолновую часть спектра:
Зеленая лампочка представится наблюдателю голубой.
Следовательно, ответ на второй вопрос неверный.
Рис. 2. Наблюдатель движется в системе отсчета
, в которой источник покоится в начале координат. Для того, чтобы наблюдать поперечный эффект Доплера, свет должен придти по кратчайшему пути. Наблюдатель поворачивает тубус вперед, чтобы учесть аберрацию. Однако, наблюдатель видит, что зеленый цвет источника стал "голубым" и частота излучения сдвинулась в коротоковолновую область спектра:
. Это значит, что он наблюдает
ускорение темпа хода часов источника.
Наблюдатель решает, что поскольку он движется, его собственные часы замедляются и он видит ускорение хода процессов вокруг себя.
Если у наблюдателя есть такой же тубус, направленный под тем же углом "назад", а вместо рецептора - зеркало, лучик выскочит через этот задний тубус и вернется обратно к источнику. Интересно, что источник увидит
зеленый цвет принятого обратно сигнала.
Рис. 3. Если бы наблюдатель из рисунка 2 "забыл" бы о факте собственного движения и счел бы, что покоится, тогда он решил бы, что смотрит "вперед" и видит эффект Доплера, в котором присутсвует "продольная" составляющая.
Наклон тубуса вперед для учета аберрации соответсвует признанию наблюдателем состояния его относительного движения со всеми вытекающими из этого последствиями.