光のドップラー効果
「かぎしっぽ」のQ&Aから
http://hooktail.maxwell.jp/cgi-bin/yybbs/yybbs.cgi?room=room1&mode=res&no=22581&mode2=preview_pc
光の(縦)ドップラー効果の計算です。

観測者に対して,速さで近づく光源から出る振動数の光について,観測される振動数を求める。

光源とともに動く座標,観測者の座標とする。
の間に放出される光波の長さは,だから,この光波が観測される時間は,である。この光波の中に 個の波が含まれるから,観測される振動数は

ここで,

を代入すれば,

を得る。

ちなみに,光の(縦)ドップラー効果はエネルギーと運動量の4元ベクトルの変換を用いても簡単に導くことができる。

4元運動量ベクトル が, と同じローレンツ変換に従うことから,

ここで, を考慮して,

となり,上と同じ結果を得る。

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