Tia nhìn thẳng - Mui Ne Vietnam

- Nếu các đường sức của từ trường H nằm song song với tia nhìn của mắt thì vạch quang phổ ( bị tách làm đôi: (λ - ∆λ và λ + ∆λ) và ánh sáng ứng với mỗi vạch bị phân cực tròn theo chiều ngược nhau (Hình a)

(Maét)

H

(töø tröôøng)

l

l -Dl l

a)

( Nếu các đường sức từ H nằm vuông góc với tia nhìn thẳng đến Mui Ne Vietnam thì vạch bị tách thành 3 thành phần và ánh sáng bị phân cực thẳng. Khoảng cách giữa các vạch (hay độ gia của bước sóng) tỉ lệ với cường độ từ trường H:

Hình 91

(Maét)

l

H

(töø tröôøng)

Dl =

el2

H

4pmc2

Trong đó e : Điện tích e-

m : Khối lượng e-

c : vận tốc ánh sáng

l -Dl l

b)

Như vậy ta có thể xác định được phương và cường độ của từ trường của thiên thể qua quan

sát số vạch và khoảng cách ∆λ giữa chúng.

Kết quả quan sát cho thấy hầu hết các thiên thể đều có từ trường. Chẳng hạn, vết đen mặt trời có từ trường khoảng 10-2 tesla.

2. Hiệu ứng Doppler và sự dịch chuyển của các vạch quang phổ.

Trong phần âm học của giáo trình cơ học ta đã học qua hiệu ứng Doppler. Đó là sự thay đổi tần số (và do đó, là sự thay đổi bước sóng) của nguồn phát xạ, khi có sự dịch chuyển giữa nguồn phát sóng và người quan sát.

Đối với sóng điện từ hiệu ứng Doppler có dạng như sau:

Hình 92

Giả sử khi nguồn sóng đứng yên so với người quan sát thì sóng thu được có tần số νo. Nếu có sự dịch chuyển tương đối giữa nguồn sóng và người quan sát thì tần số thu được

sẽ thay đổi (như trong trường hợp sóng âm) :

⎛ v ⎞

Trong đó:

= o⎜1 - ⎟

⎝ ⎠

v - vận tốc tương đối giữa nguồn và người quan sát;

c - vận tốc ánh sáng

v có giá trị dương nếu khoảng cách tăng, âm nếu khoảng cách giảm.

Với sóng ánh sáng (hay sóng điện từng nói chung) ta có:

ln = c = const

Vậy : = c ; = c

l l0

Thay vào (1) ta được:

l = l o

1 - v

c

⎛ c - v + v ⎞ ⎛ v ⎞

= l o ⎜

⎟ = l o ⎜1 + ⎟

⎝

Vì c >> v nên ta có thể :

⎛

c - v ⎠

v ⎞

⎝ c - v ⎠

Từ đó:

l = l o ⎜1 + ⎟

⎝ c ⎠

l - l

= Dl = v l

o c o

Hay

v

Dl = l o

vaø

Dl = v

c l o c

Độ biến thiên bước sóng ∆λ gọi là độ dịch chuyển Doppler.

So sánh với vạch phổ của nguyên tử phát ra nguồn khi đứng yên thì phổ phát ra khi nguồn chuyển động có sự dịch chuyển:

- Nếu khoảng cách tăng (nguồn rời xa người quan sát) thì bước sóng tăng λ = λ0 + ∆λ. Phổ thu được trong trường hợp này sẽ có sự dịch chuyển về phía đỏ (Redshifts).

- Nếu khoảng cách giảm (nguồn tiến lại gần người quan sát) ta sẽ thấy bước sóng giảm

λ = λ0 - ∆λ. Phổ có sự dịch chuyển về phía xanh (Blueshifts).

- Hiệu ứng Doppler có vị trí quan trọng trong thiên văn học vì nó cho phép khảo sát chuyển động của các thiên thể.

Thí dụ: Bằng các phương pháp khác người ta tính được vận tốc chuyển động của trái đất quanh mặt trời là 30Km/s. Từ đó các vạch quang phổ của các sao nằm trên hướng chuyển động của trái đất ở thời điểm quan sát phải dịch về phía sóng ngắn (xanh) với ∆λ thỏa mãn.

Dl = v

l o c

Với tia sáng màu lam (0 = 5000A0, thì độ dịch xác định là ∆λ = 0,5 A0, từ đó ta cũng thu được v = 30km/s

v = Dl .c

l o

= 0,5.3.10

5000

= 30km / s

Hiệu ứng Doppler cũng cho phép ta xác định sự quay của các thiên thể.

Vào đầu thế kỷ này nhà thiên văn Mỹ Hubble đã nhận thấy trong phổ của các thiên hà

đều có sự lệch về phía đỏ, chứng tỏ các thiên hà đang chạy lùi xa nhau : Vũ trụ đang nở ra.