Эффект Допплера – СТО Эйнштейна и классика

 

      Общепринятого написания фамилии «Doppler» не существует и это плохо. Писать, считаю, следует с двумя «п», просто уже потому, что так она звучит на немецком. Известный справочник по физике Яворского и Детлаф [1, с. 362] утверждает: «… обнаружение на опыте поперечного эффекта Доплера явилось одним из важнейших экспериментальных подтверждений специальной теории относительности». Интересный перл: ложная гипотеза с экспериментальными подтверждениями.

Углублённые исследования эффекта на базе классического формализма, проведённые Каравашкиным С. и Каравашкиной О. [2], показали, однако, несоответствие релятивистских предсказаний действительности. В частности, знак эффекта, предсказываемый классической концепцией, противоположен релятивистским предсказаниям. При этом именно классический подход наиболее полно удовлетворяет феноменологии явления. Ошибочность релятивистской трактовки явления обусловлена ложностью второго постулата СТО о постоянстве скорости света во всех инерциальных системах отсчёта.

 

1. Классическая формула для эффекта Допплера

 

     Обозначим: ν′ – частота принятого движущимся наблюдателем сигнала, ν – частота излучённого неподвижным источником сигнала, v - скорость наблюдателя. В настоящее время в физике укоренилось мнение, что "для больших скоростей релятивистская формула

 

ν′ √(1+v/c) = ν √(1-v/c)               (1)

отличается от классической

                                                            ν √(1-v/c) = ν′.                         (2)

Это отличие выступает ещё более отчётливо в случае, когда направления распространения световой волны и относительной скорости v двух систем отсчёта не совпадают, в частности, когда они перпендикулярны друг другу. Согласно классической теории, в этом случае эффекта Доплера не должно существовать вообще, тогда как в релятивистской теории он существует. Поэтому можно говорить о новом релятивистском эффекте, который часто называют поперечным Доплер-эффектом" [3, с. 292].

     При этом Паули использует модель нецентрального взаимного движения источника и приёмника, в то время как эти результаты сравниваются с решением классической задачи о центральном движении источника и приёмника. Для проведения корректного сравнения моделей Каравашкин исходит из следующих предпосылок.

     Источник периодических световых импульсов S (период колебаний Т) расположен в начале неподвижная система отсчёта XOY. Скорость распространения световых импульсов в ней (с) постоянна и равна скорости света в свободном пространстве. Наблюдатель N находится в начале координат системы X'O'Y', движущейся параллельно оси ОХ в положительном направлении. Полученная Каравашкиным формула для эффекта Допплера имеет вид:

 

ν = (ν′ sinα)/(sinα – [sqrt((Hν′/c)2 + (Hvν′/c2) sin2α + (v sinα)2/c2) - Hν′/c]),      (3)

 

где α – угол между радиусом-вектором ОО′ и осью ОХ, Н – прицельное расстояние (расстояние между осями ОХ и О′Х′).

 

2. Выводы по анализу двух формализмов

    

     Сравнительный анализ математического и феноменологического описаний эффекта Допплера на основе классической и релятивистской модели нецентрального движения наблюдателя по отношению к неподвижному источнику показал следующее [2].

1. Описание поперечного эффекта Допплера посредством классического формализма существенно отличается от релятивистского описания.

2. В отличие от релятивистского решения классический эффект Допплера зависит от прицельного расстояния между источником и наблюдателем. Зависимость от мгновенного угла «наблюдатель – источник», как и зависимость от отношения v/c, принципиально различны, хотя и имеют частичное сходство при малых скоростях наблюдателя.

3. Отличие предсказаний величины продольного эффекта Допплера проявляется, в основном, только для случая приближения наблюдателя к источнику с релятивистскими скоростями: релятивистская концепция предсказывает неограниченное возрастание принимаемой частоты, классическая – только в два раза. Феноменологии явления соответствует последнее.

4. Классический поперечный эффект Допплера, в отличие от релятивистского описания, ограничен областью малых прицельных расстояний и существенно зависит от частоты сигнала источника – при увеличении частоты частота приёма монотонно приближается к частоте источника;

5. Направления частотных сдвигов при поперечном эффекте, предсказываемые классической и релятивистской концепциями, противоположны во всём диапазоне скоростей. При этом именно классическое решение задачи соответствует действительности.

6. Из вышесказанного, очевидно, следует – СТО Эйнштейна ложна.

     // Справочник Яворского безнадёжно устарел, т.к. в нём приводится много неверных формул и интерпретаций ложной СТО Эйнштейна.

 

Источники информации

 

1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. – М.: Наука, 1990. – 624 с.

2. Каравашкин С.Б., Каравашкина О.Н. О поперечном эффекте Доплера в рамках классического  формализма. http://selftrans.narod.ru/v5_1/doppler/doppler46/doppler46rus.html

3. Борн М. Эйнштейновская теория относительности. М., Мир, 1972, 368 с.