2017-12-09
Уезжая из Ленинграда во Владивосток, вы пообещали своему другу, что будете посылать ему письма с дороги каждые дна часа. Вы точно держите свое слово. Почта работает идеально: почтовый самолет каждые два часа пролетает мимо окна вашего вагона, подхватывает ваше письмо, мчится к окну вашего ленинградского друга и сбрасывает письмо через форточку на стол. Тем не менее, ваш друг упрекает вас в том, что вы не выполняете своего обещания. Как вы можете объяснить это явление?
Решение:
Удобнее всего начать с числового примера. Пусть скорость поезда $\theta_{п} = 100 км/ч$, скорость почтового самолета $\theta_{с} = 500 км/ч$. Первое письмо отправлено вами через 2 часа после расставания, т.е. с расстояния 200 км. Самолет доставит его за 200/500 часа, т.е. за 24 минуты. Таким образом, ваш друг получит его через 2 часа 24 минуты. Второе письмо он получит через 4 часа 48 минут после расставания, и т.д. Вы отправляете письма каждые два часа, а ваш друг получает их с периодом 2 часа 24 минуты.
Обозначим период между двумя отправлениями писем через $T_{0}$. За это время вы удаляетесь от друга на $\theta_{п}T_{0}$ километров. Самолет потратит на преодоление этого дополнительного пути $\theta_{п}T_{0}/ \theta_{с}$ часов. В результате период между двумя получениями письма равен $T_{1} = T_{0} + \frac{T_{0} \theta_{п}}{ \theta_{с}} = T_{0} \left ( 1 + \frac{ \theta_{п}}{ theta_{с}} \right )$. Ясно, что тут все дело в эффекте Допплера.