ВсОА 1996, Заключителен етап, 8–11 клас — Задача 17
III Российская олимпиада школьников по астрономии и космической физике. г. Калуга, 11-15-мая 1996 г. Задачи теоретического тура. · 11 май 1996 г.
Условие
Пульсар, излучающий радиоимпульсы с постоянной частотой в собственной системе отсчета, равномерно движется в пространстве относительно Земли. Как будет изменяться наблюдаемая на Земле частота импульсов со временем (из-за эффекта Доплера)? Направление движения пульсара произвольно.
Отговори
- Во всех случаях наблюдаемая частота импульсов медленно уменьшается.
Решение
Рассмотрим по отдельности три возможных случая:
4.Лучевая скорость пульсара направлена от наблюдателя,
5.Лучевая скорость пульсара направлена к наблюдателю,
6.Лучевая скорость пульсара в момент наблюдения равна нулю.
В первом случае пульсар удаляется от Земли, и с ростом расстояния до наблюдателя угол между вектором его лучевой скорости и вектором полной скорости уменьшается. Следовательно, скорость удаления пульсара от наблюдателя медленно возрастает, поэтому частота импульсов, согласно эффекту Доплера, должна падать.
Во втором случае пульсар приближается к Земле, и с уменьшением расстояния до наблюдателя угол между вектором его лучевой скорости и вектором полной скорости возрастает. Следовательно, скорость приближения пульсара к наблюдателю медленно уменьшается, поэтому частота импульсов, согласно эффекту Доплера, должна падать.
В третьем случае пульсар начинает медленно удаляться от Земли, его лучевая скорость возрастает от нулевого значения. Поэтому чаете импульсов, согласно эффекту Доплера, должна падать.
Таким образом, во всех случаях должно наблюдаться медленное уменьшение частоты импульсов пульсара. Кстати, по своей ожидаемой величине оно вполне доступно измерениям для не очень далеких пульсаров и лишь медленное торможение вращения радиопульсаров, также приводящее, к уменьшению частоты импульсов, затрудняет наблюдательное обнаружение рассматриваемого здесь эффекта.
Оригинал в Архива: prob1996teor.pdf · официални решения: sol1996teor.pdf