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最終更新日:2013 年 9 月 8 日

光収差

光収差

画像の説明: 観察者が光の速度に近い非常に高速で移動すると、目の前の宇宙にあるすべての物体、つまり前にある物体だけでなく後ろにある物体も見えるようになります。すべてのオブジェクトは、観察者が移動している方向に集まる傾向があります。これが現象です光収差。 さらに、ドップラー効果により、光源の波長が圧縮され、パノラマがわずかに青くなります。最後に、光の量は大きく変化し、前では強くなり、後ろでは弱くなります。画像出典:astronoo.com

雨が降る

車で急いで移動しているときに、雨がフロントガラスに落ちるのを誰もが観察したことがあります。 この奇妙な光学現象は、雨が垂直に降っているのに、私たちに向かって斜めに降っているように感じさせます。速く移動すればするほど、雨はより「傾く」ようになります。 言い換えれば、水滴の見かけの方向は速度に依存します。 航海する人たちにも同じ現象が観察できますが、今回は風が吹いています。ヨットが速く進むほど、船員は風上に向かって進んでいるように感じます。

要約すると、私たちが静止しているとき、雨は垂直に降り、水滴の発生源は頭上にあります。 私たちが速く動けば動くほど、水滴の源が私たちの動きの方向、つまり私たちの前に見えてきます。 雨の場合に観察されるこの光学現象は、風の場合にも起こり、ヨットが速く進むほど、風の見かけの方向が私たちの進行方向にあるように見えます。

この光学現象は光にも関係します。 それはジェームズ・ブラッドリー彼は、テムズ川で船旅をした後、この現象を説明してくれた船員と一緒に、この現象を光に応用するというアイデアを思いついたと言われています。 1725 年、ブラッドリーは、ドラコニス星 γ の見かけの位置の変化を研究することによって、この現象を理解しました。

この非直感的な相対論的現象は次のように呼ばれます。光の収差。 したがって、収差は、私たちが移動したときの信号の見かけの方向の変化です。 速度を上げれば上げるほど、進行方向の前方の景色がより明るく見えるようになります。 逆に装飾の背面は広がります。

観察者が光の速度で移動すると、目の前にあるすべての物体だけでなく、後ろにあるすべての物体も見えるという驚くべき錯覚を抱くことになります。

ドップラー効果

素早く移動したときに発生するもう 1 つの効果は、ドップラー効果です。 この効果はよく知られています。救急車が向かって来て走り去る音を誰もが聞いたことがあるからです。 救急車が近づくときはサイレンの音は大きくなり、救急車が遠ざかるときはサイレンの音は小さくなります。

この現象は光波にも関係します。 音の場合は変化するのは音色ですが、光の場合は色が変化します。 光源に近づくと波長が圧縮され、光源はわずかに遠ざかります青くなる。 そこから離れると、光源の波長は赤に向かって伸び、わずかに赤になります。赤面

光量

素早く移動すると、前の効果に別の効果が追加されます。 水上を速く移動するときの川の流れと同じように、移動の速度に応じて光の流れも増加します。

川の流れは止まっているときよりも見かけ上大きく見えます。 光速に近い速度で移動すると、光の量が大きく変化し、前方では強くなり、後方では光が弱くなります。 前方には完全に飽和した光が見え、後方には完全な暗闇が見えるまでです。

注意: 波長 (λ) と周波数 (ν) の間には次の関係があります: ν = c / λ ここで、ν = 波の周波数 (ヘルツ)、c = 真空中の光の速度 (m/s)、そして λ = 波長 (メートル)。

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