خطوات الاستخدام
أدخل الطول الموجي المرصود (λ): هذا هو الطول الموجي للضوء الذي يصل إلينا من الجسم السماوي، ويتم قياسه بواسطة أجهزة التحليل الطيفي على الأرض أو في الفضاء. تأكد من استخدام نفس وحدة القياس (مثل نانومتر) للطولين الموجيين.
أدخل الطول الموجي الأصلي (λ₀): هذا هو الطول الموجي للخط الطيفي نفسه عند انبعاثه من المصدر في حالة السكون. يمكن الحصول عليه من الجداول الطيفية المعروفة، مثل خطوط الهيدروجين (H-alpha 656.3 نانومتر، Lyman-alpha 121.6 نانومتر).
احسب الزيادة في الطول الموجي: قم بطرح الطول الموجي الأصلي من الطول الموجي المرصود (Δλ = λ - λ₀). تمثل هذه القيمة مقدار تمدد الضوء بسبب حركة المصدر أو تمدد الكون.
احسب الانزياح الأحمر (z): اقسم الزيادة في الطول الموجي على الطول الموجي الأصلي باستخدام المعادلة z = (λ - λ₀) / λ₀. تكون قيمة z موجبة للانزياح الأحمر (ابتعاد المصدر) وسالبة للانزياح الأزرق (اقتراب المصدر).
فسر النتيجة: إذا كانت قيمة z صغيرة جدًا (مثلاً أقل من 0.1)، يمكن استخدام صيغة دوبلر التقليدية لتقدير السرعة v = c * z. أما إذا كانت z كبيرة (مثلاً أكبر من 0.3)، فيجب استخدام الصيغة النسبية v = c * ((z+1)² - 1) / ((z+1)² + 1). كما أن قيمة z مرتبطة بالمسافة الكونية عبر نموذج الكون المقيّس.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الانزياح الأحمر بخطوات الحل كاملة.
الحل
الحل:
1. الزيادة في الطول الموجي Δλ = 700 - 656.3 = 43.7 نانومتر.
2. الانزياح الأحمر z = 43.7 / 656.3 = 0.0666.
3. بما أن z صغير (0.0666 < 0.1)، نستخدم السرعة التقريبية: v = c * z = 3×10⁸ م/ث × 0.0666 = 1.998×10⁷ م/ث ≈ 20,000 كم/ث.
4. التفسير: المجرة تبتعد عنا بسرعة 20,000 كم/ث. وهذا يتفق مع تمدد الكون.
الحل
الحل:
1. Δλ = 486.4 - 121.6 = 364.8 نانومتر.
2. z = 364.8 / 121.6 = 3.0.
3. السرعة النسبية (لأن z كبير): v = c × ((z+1)² - 1) / ((z+1)² + 1) = c × ((4)² - 1) / ((4)² + 1) = c × (16 - 1)/(16 + 1) = c × 15/17 ≈ 0.882c.
4. التفسير: الكوازار يبتعد بسرعة 0.882 من سرعة الضوء، أي حوالي 264,600 كم/ث. هذا الانزياح العظيم يدل على أن الكوازار يقع على مسافة كونية شاسعة، ويرتبط ببدايات الكون.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة الانزياح الأحمر.
قيم مُدخَلة قياسية
- الطول الموجي المرصود (nm)
- 650
- الطول الموجي السكوني (nm)
- 500
قيم مُدخَلة مرتفعة
- الطول الموجي المرصود (nm)
- 2
- الطول الموجي السكوني (nm)
- 2