Общие сведения об эффекте

Эффект Доплера легко регистрируется и легко понимается при распространении звуковых волн, поэтому он был взят за основу для выявления причин смещения спектральных линий атомов звёзд, которые, как известно, формируются совокупностью фотонов, излучаемых электронами (рис. 223, а и b).

Фотонная (бывшая электромагнитная волна) волна (рис. 223, а) формируется импульсами фотонов.

Рис. 223. а) схема фотонной волны длиною ; b) схема модели фотона

Расстояние между импульсами фотонной волны равно длине фотонной волны (рис. 223, а). Параметры каждого фотона (рис. 223, b) фотонной волны (рис. 223, а) могут изменяться в интервале 16 порядков ( ).

Нетрудно видеть и понимать, что эффект Доплера при распространении фотонной волны (рис. 223, а) аналогичен эффекту Доплера при распространении звуковой волны. Изменение частоты фотонной волны (рис. 223, а) зависит от скоростей и направлений движения, как источника, так и приемника такого излучения. Например, если направления движения источника совпадают с направлением движения излучаемой волны, то её длина уменьшается, частота увеличивается (рис. 223, а).

А как ведёт себя каждый фотон (рис. 223, b) в такой волне? Чтобы яснее понять это, введем понятие фотонный эффект Доплера. Наиболее вероятной причиной изменения параметров фотона является изменение длительности процесса его рождения, обусловленного разным направлением излучения фотонов по отношению к направлению движения источника излучения.

Чем дольше будет длиться процесс рождения фотона, который мы называем переходным процессом, тем больше фотон отдаст своей энергии (массы) электрону и длина волны такого фотона сместится в инфракрасную область. Поэтому надо найти ответ на фундаментальный вопрос: влияет ли скорость источника излучающего фотоны и направление движения его относительно пространства на длительность процесса рождения фотона?

Если влияет, то длительность переходного процесса должна зависеть от направления старта фотона по отношению к направлению движения источника излучения.

Поскольку переходный процесс проходит фактически в магнитном поле электрона источника излучения, то есть основания полагать, что в течение этого переходного процесса масса, а значит, энергия и длина волны фотона могут изменяться.

Из анализа кинематики движения модели фотона (рис. 223, b) следует, что увеличение его скорости от любого начального значения до величины всегда происходит с ускорением, которое генерируется процессом взаимодействия между его магнитными полями. Поэтому нам необходимо получить математические модели, описывающие, в первом приближении, процесс старта фотона с покоящегося и движущегося источника, в результате которого смещаются спектральные линии атомов.