Efeito da velocidade da fonte sobre o fóton

O fóton visto por um observador no referencial do espaço absoluto

Um observador, no espaço absoluto, vê uma fonte de luz A, com a sua velocidade V de expansão no Universo. 

Para esse observador, o fóton emitido por essa fonte tem duas velocidades, a saber:

- a sua velocidade de expansão V no Universo.
- a sua velocidade c de emissão.

Assim, para ele, o fóton tem a velocidade c2, onde c2 = c + V.

c = velocidade de emissão do fóton;

V = velocidade de expansão da fonte A no
Universo;

c2 = velocidade do fóton visto pelo observador,
onde c2 = c + V;

a = ângulo de direção da emissão do fóton;

b = ângulo de direção adquirido pelo fóton devido
à velocidade V;

A2 = posição da fonte A quando o fóton foi emitido;

A = posição da fonte A quando o fóton está na
posição F;

A1F =  trajetória verdadeira do fóton. Só é vista
pelo observador no espaço absoluto.

O fóton visto por um observador no referencial da fonte A

Já um observador no referencial da fonte A, que não conhece a sua velocidade V de expansão no Universo, não tem como saber a influência dessa velocidade sobre a velocidade do fóton. Logo, para ele,o fóton continuará sempre com a velocidade c em módulo e em direção.

 

Nessa animação vemos a nave A e a nave B se movimentado no mesmo referencial de velocidade V no espaço.

Uma pessoa em qualquer uma delas pensa que está parada, independente da velocidade V das mesmas.  

Vemos:

Se v = 0:

Um observador no espaço absoluto vê o mesmo que o observador no referencial da nave A ou da nave B. O fóton e o raio de luz percorrem a trajetória AB com velocidade c em um tempo t.

Se v # 0

-  para o observador no referencial da nave A ou da nave B.

Ele não conhece a sua velocidade V e continua vendo sempre a mesma imagem:

o fóton e o raio de luz irem da nave A até a nave B com a
velocidade c em um tempo t;

-  para o observador no espaço absoluto:

1º - o fóton saiu da posição A2 e chegou na posição B3, percorrendo
a trajetória A2 B3 em um tempo t com velocidade c2, onde:
c2 = c + v.

2º - o raio de luz evolui com a velocidade c entre nave A e a nave B, em
um tempo t, ao mesmo tempo em que é arrastado pela velocidade v
da nave A.

Concluímos também que, para esse observador, as trajetórias dos fótons são diferentes da trajetória do raio de luz.

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