1 縦ドップラー効果

$O'$ 系に周波数 $\nu_0$ の電波の発信源があり、その電波を$O$ で観測するとすると Eq.(8) より、観測者が観測する電磁波の周波数$\nu$は、

$$\nu = \nu_0 \frac{\sqrt{1-\beta^2}}{1-\beta \cos\theta}$$ (9)

となる。特に $\theta = \pi$ のときは、発信源が観測者に対して速度 $v$ で遠ざかる場合となり、このとき

$$\nu = \nu_0 \frac{\sqrt{1-\beta^2}}{1+\beta} =\nu_0 \sqrt{\frac{1-\beta}{1+\beta}} \leq \nu_0$$

となり、観測者が観測する周波数は発信源のそれより小さくなる。 従って電波が可視光線の場合には、 スペクトル線が赤色の方向へずれるので、赤方偏移(Red Shift) と呼ばれる。 また $\theta = 0$ のときは、発信源が観測者に対して速度 $v$ で近づく場合となり、このとき

$$\nu = \nu_0 \frac{\sqrt{1-\beta^2}}{1-\beta} =\nu_0 \sqrt{\frac{1+\beta}{1-\beta}} \geq \nu_0$$

となり、観測者が観測する周波数は発信源のそれより大きくなる。 従って電波が可視光線の場合には、 スペクトル線が青色の方向へずれるので、青方偏移(Blue Shift) と呼ばれる。 これら二つの場合を併せて縦ドップラー効果と呼ぶ。