Metinė aberacija

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Jump to navigation Jump to search
 Merge-arrows.svg  Šį straipsnį yra pasiūlyta sujungti su „Šviesos aberacija“.
Dėl kokių priežasčių palikta ši žymė, galite sužinoti diskusijų puslapyje.
1 pav.: Šviesai keliaujant teleskopu šis juda, todėl reikia jį palenkti priklausomai nuo šviesos greičio. Menamasis kampas φ skiriasi nuo tikrojo kampo θ
2 pav.: Bradley stebėjimų duomenys.

Metinė aberacija atsiranda dėl Žemės sukimosi apie Saulę.

Tarkime, į žvaigždę žiūrima su teleskopu (idealizuotas atvejis - siauras vamzdis). Šviesa įeina į vamzdį kampu θ, keliauja greičiu c ir per h/c laiką pasiekia vamzdžio dugną, kur akis detektuoja šviesą. Tarkim, stebėjimai vykdomi Žemėje, kuri juda greičiu v. Kol šviesa keliauja, vamzdis pajuda vh/c. Todėl, tam, kad fotonai pasiektų vamzdžio dugną, vamzdis turi būti pakreiptas kampu φ, skirtingu, nei θ, todėl žvaigždė matoma kampu φ. Žemei keliaujant savo orbita, greitis keičia kryptį, taigi φ priklauso nuo stebėjimo laiko. Du kampai yra susieti šviesos ir vamzdžio greičių, bet jie nepriklauso nuo vamzdžio ilgio. Menamasis ir tikrasis kampai susiejami naudojant trigonometrines formules.

Tai naudinga išreiškiant pataisą (θ−φ):

kadangi v/c yra mažas dydis.

čia pritaikyta mažų kampų sinuso aproksimacija sin x ≈ x.

Pavyzdžiui, jei v yra Žemės greičio komponentė ta pačia kryptimi su šviesos spinduliais, šis greitis keičiasi Žemei sriejant savo orbita. v tampa periodine metų laiko funkcija, todėl ir aberacija periodiškai keičiasi laikui bėgant. Šis efektas buvo panaudotas 1727 metais James Bradley. Jo apskaičiuotas šviesos greitis buvo apie 183,000 miles/s (338916000 m/s). Tiksli šių žvaigždės γ-Draconis (Drakono γ) stebėjimų kopija yra pavaizduota 2 pav.

Žėmės skriejimo apie Saulę greitis yra apie 30 km/s. Šviesos greitis yra apie 300,000 km/s. Įpatingu atveju, kai Žemė juda statmenai žvaigždės krypčiai (t. y. jei kampas θ 1 pav. yra 90 laipsnių), poslinkio kampas θ − φ radianais bus Žemės ir šviesos greičių santykis - 1/10000, arba apie 20.5 kampinių sekundžių.

Šis dydis yra žinomas kaip aberacijos konstanta ir dažniausiai žymimas κ. Jo tiksli reikšmė yra 20".49552.