Rødforskydning

Du skal se på Dopplereffekten.

Der er jeg ikke helt med. Men i opgave b kan jeg så ikke beregne mig frem til hvordan de bevæger sig i forhold til os og i så fald hvordan vil det være smartest og gøre det? Kan jeg bruge rødforskydningsformlen?

Rødforskydningsformlen er et resultat af dopplereffekten, så det er den du skal bruge

Jeg forstår bare ikke helt, hvorfor de to linjer skyldes dopplereffekten? For går dopplereffekten ikke netop ud på, at vi ser tingene med forskellige hastigheder i forhold til os selv?

Dopplereffekten siger at hvis noget bevæger sig i forhold til en observatør vil bølgelængder fra dette noget blive forskudt. Der findes en formel for hvor meget bølgelængden vil blive forskudt. Hvis dette noget bevæger sig væk fra os vil bølgelængden blive længere, hvilket for lys betyder at lysets farve bliver forskudt mod rødt. Ud fra rødforskydningen kan man så beregne sig til dette nogets fart i forhold til observatør. Det er denne formel, som kaldes rødforskydningsformlen og som du skal bruge.Se http://da.wikipedia.org/wiki/Dopplereffekt for flere detaljer

Altså jeg kan jo beregne rødforskydningen med denne formel:

z=(lamdaobs - lamda)/lamda

Men er den ene af bølgelængderne en jeg slår op i en tabelværdi. Altså jeg har jo mange bølgelængder at arbejde med. Begge stoffer har en hvilebølgelængde, desuden har de i spektrene hver isæt to linjer hvilket jo svarer til to bølgelængder mere til hvert stof. Så jeg har faktisk i alt tre bølgelængder at vælge for hvert stof.

Jeg håber, at du forstår hvad jeg mener.

#6

Opgaven oplyser hvilebølgelængderne for de to spektrallinier. Der er to linier for hver af dem i spektret stammende fra hver af komponenterne i dobbeltstjernen. Dobbeltstjernens massemidtpunkt bevæger sig i forhold til os med en konstant hastighed (systemets radialhastighed). Men da de to stjerner bevæger sig i ellipseformede baner omkring deres massemidtpunkt, ser det ud, som om den ene komponent bevæger sig imod os, og den anden komponent bevæger sig væk fra os. Derfor er der to linier tæt ved hinanden i spektret. Forskellen i bølgelængde for en komponents linie fra hvilebølgelængden er et mål for komponentens hastighed i synsliniens retning.

Okay, nu tager jeg det lige fra en ende af. For jeg skal altså forstå det her fuldstændigt!

Opgave a - jeg bliver spurgt om, hvorfor der er to linjer for hhv. Calcium og lithium.

Det er vel fordi stjernerne bevæger sig med forskellige hastigheder. Men jeg synes bare der stadig mangler et eller andet. Det er nok denne opgave, der forvirrer mig mest.

Opgave b - jeg skal finde ud af, hvad disse to stjerners spektrum fortæller om deres bevægelser i forhold til os.

Calcium har en hvilebølgelængde på 671,77 nm, mens Lithium har en på 670,78 nm.

Aflæses deres bølgelængder på grafen:

Lithium: 670,71 og 670,87 (nm)

Calcium: 671,69 og 671,85 (nm)

Begge tal ligger på hver sin side af hvile bølgelængderne, altså er bevæger den ene komponent sig mod os og den anden væk fra os. Linjerne på højere side af hvilebølgelængderne bevæger sig mod os, mens dem på venstre side bevæger sig væk fra os.

Men jeg tænkte egentlig på om jeg kunne beregne dette?

#8

I #7 har jeg forsøgt at forklare, hvorfor der ses to spektrallinier for hver absorptionslinie.

Vi har lov til at regne ikke-relativistisk, så rødforskydningen er

z = v/c = (λ_obs / λ_rest) - 1 ,

hvor λ_obs er den observerede bølgelængde, og λ_rest er hvilebølgelængden

For Li-linien finder man så radialhastigheder for de to komponenter på -31 km/s og +40 km/s

I praksis vil man måle mange linier og benytte middelværdierne for de forskellige linier.

Til opgave a; Vil det sige, at de rent faktisk ikke bevæger sig i to retninger, men det kun ser sådan ud og vi derfor observerer to linjer; nemlig en hen imod os og en væk fra os?

Mht din beregning af hastigheden, kan man ikke anvende denne formel: z=(lamdaobs - lamda)/lamda?

#10

Hvis dobbeltstjernens massemidtpunkt er i hvile i forhold til os, vil den ene stjernes hastighedsvektor  i almindelighed have en negativ komponent i projektionen på synslinien, mens den anden stjerne vil have en positiv hastighedskomponent i synsliniens retning, hvis vi da ikke lige ser vinkelret på baneplanen.

Vedrørende beregningen, så var det jo netop den formel, jeg benyttede.

Min fejl jeg får også -31,3 km, jeg glemte at lysets hastighed var i m/s :) Det samme kan jeg så gøre for den anden stjerne, ikke?

Så den negative bliver til rødforskydning og den positive til blåforskydning eller hvad?

#12

Den negative er en blåforskydning, hastigheden i synsliniens retning er negativ, stjernen bevæger sig mod os.

En positiv rødforskydning betyder, at stjernen bevæger sig væk fra os i synsliniens retning.

Jeg prøver lige at beregne rødforskydningen for den anden stjerne.

Calcium: 671,69 og 671,85 (nm) 671,77 nm

Hastighederne bliver: -35,73 km/s og 35,73 km/s

Det er jo fuldstændig de samme tal bare med forsellige fortegn? Har jeg lavet en fejl?

#14

Jeg får også de tal med de bølgelængder, du har aflæst. Bølgelængdeforskellene er jo ikke bestemt særlig nøjagtigt, og som jeg skrev i #9 vil man i praksis bestemme hastighederne ud fra mange spektrallinier for at forøge nøjagtigheden. Med de to linier finder man så -34km/s for den ene stjerne og +38km/s for den anden stjerne.

Jamen nu er jeg ikke længere med. Hvordan får du -34 og +38?? Jeg får jo plus minus 35,73 km/s?

#16

For Li-linien fandt man hastighederne -31km/s og +40km/s.

For Ca-linien fandt man hastighederne -36km/s og +35km/s.

I gennemsnit for de to linier (uden afrunding af mellemresultaterne) finder man så -34km/s og +38km/s .

Altså vi ser to Stjerne ikke sandt med to komponenter hver - derfor ser vi to linjer for hver. Den ene komponent bevæger sig så i mod os og den anden bevæger sig væk fra os. Men når vi tager gennemsnittet blander vi jo de her to stjerner sammen? Eller misforstår jeg?

#18

For hver eneste spektrallinie i spektret fra stjernerne ser vi to linier, en fra den ene stjernekomponent, og en fra den anden. For hver linie kan man derfor bestemme hver stjernes hastighed i forhold til os. Stjernernes hastigheder er naturligvis uafhængig af, hvilken spektrallinie, vi måler på, men på grund af usikkerheder får vi lidt forskellige resultater for forskellige spektrallinier. Tager man gennemsnittet for hver stjerne af mange spektralliniemålinger, forventer man at få et bedre resultat for hver stjernes hastighed.

Jamen udgør de to linjer for Calcium ikke en stjerne og de to linjer for Lithium en anden stjerne?

For du tager pludselig gennemsnittet af de negative komponenter og de positive, så "blander" du jo disse to stjerner?