Отражение света движущегося источника (эксперимент)

[VPD]

   Монохроматическая волна света, отражаясь от движущегося  зеркала, изменяет  амплитуду, частоту и угла отражения.  Используя [1 (3.9)], можно показать, что разность ΔΘ['] углов отражения и падения Θ_п[°] волны связаны с радиальной скоростью зеркала V [км/с]

V = 3*10⁵(p - √(p²-1))  [км/с] (1),

   где, p = [cosΘ_п cos(Θ_п+ ΔΘ) – 1]/ [cos(Θ_п+ ΔΘ) - cos Θ_п],
что позволяет, например, определить лучевую скорость звёзды

V [км/с] ≈ 62*ΔΘ' (при Θ_п =45°).

   Для измерения ΔΘ сравним прямое 1 и отражённое 2 телескопическое изображения звезды  (Рис.1).   

Рис.1. Схема измерений

   Что бы погрешность измерения угла  при переходе наблюдателя от 1 к 2 была меньше,  расположим визир параллельно проекции суточного движения изображения звезды в поле зрения.
Насадка на окуляр телескопа со снимаемым   зеркалом показана на Фото 1.

Фото 1. Телескоп с насадкой

   Получил: 1.ΔΘ =0 , V=0 для  Юпитера (0 км/с); 
 2.ΔΘ =0,3 , V=18 км/с для Альдебарана (+54 км/с);
 3.ΔΘ =0,1 , V= 6км/с для Ригеля (+21 км/с). 
   

Вывод.

   Измерения, мягко выражаясь, неоднозначные.
   Возможные причины:
  1) монохроматический фильтр некачественный, поскольку выполнен из обычной красной плёнки;
  2) визир в окуляре грубоват и занимает около 40 угловых секунд;
  3)наблюдения велись через оконное стекло на дешевом не следящем телескопе.
   У меня теплится робкая надежда, что найдётся астроном-любитель, который проведёт измерения на более качественном  оборудовании.
 
1.  Б. М. Болотовский, С. Н. Столяров Отражение света от движущегося зеркала и родственные задачи. УФН, том 159, вып.1, Сент. 1989г. http://ufn.ru/ufn89/ufn89_9/Russian/r899f.pdf

[VPD]

   Вчера мне пришло письмо от MEANDRA, который давно занимается астрономическим методами в  физике. В письме  он, в частности,  упрекает меня в том, что я не привёл принципиальные возражение, препятствующие реализации измерения  угла отражения луча движущегося источника света: наблюдатель угла находится в инерциальной системе отсчёта (ИСО) отражающего зеркала.
    Иными словами,  при выводе  формуле (3.9 [1]) скорость V отсчитывалась не относительно зеркала, а относительно лаборатории. Что  означает: если наблюдатель у зеркала, то  всегда V = 0, а угол отражения равен углу падения.   Измерения становятся  бессмысленными.
    Возражение это известное и довольно сильное, но я решил не согласиться с ним.
    Дело в том, что радиальные скорости звёзд давно измеряются с помощью телескопов, снабжённых спектрометрами, преобразующие   свет звезды в набор монохроматических волн (линий излучения двигающихся атомов). Эти линии  сравниваются  с опорными  линиями света земного источника (покоящегося атома) и по величине отличия  углов определяется скорость.
  Спектрометры могут строится, например,   на основе отражающей дифференциальной  решётки (ДР), то есть  на «расщепляющем» свет зеркале, преобразующим  скорость звезды в угол.
    Возникает вопрос: как же получена  скорость движущейся звезды, если в спектрометрах луч находится  в ИСО ДР - зеркала?
    Учитывая сказанное, я решил смоделировать работу спектрометра, но без самого спектрометра.
   Для этого:
   1. Из полного спектра света звезды выделил светофильтром монохроматическую волну.
   2.Изображение визира телескопа, полученное  в свете земного источника,  сделал опорным сигналом. Оно совмещается с изображением движущейся звезды.
   3. Установив зеркало на пути  лучей, обнаруживаем, что изображение визира, отразившись, покажет угол падения луча звезды (они  совмещены и равны для обоих), а луч звезды отразится пропорционально её скорости.
   Таким образом я считаю, что преодолел принципиальное ограничение и вместо дорогущих монстров-спектрометров получил простую  приставку к телескопу для измерения радиальных скоростей (Рис.1, Фото 1).

[VPD]

   Поступило очень интересное возражение MEANDRA .
    «Отражение от обычного зеркала В ПРИНЦИПЕ не может дать заявленного Вами эффекта, потому что там получается "дифракция" НУЛЕВОГО порядка, которая НЕ ЗАВИСИТ от длины волны (частоты), в отличие от дифракции первого и т.д. порядков на диф.решетках, зависящих от длины волны и поэтому выявляющих эффект Доплера.»
    Из этого текста  следует, что  в исходном «белом»  свете звезды нет изменённых скоростью звезды компонент?
   Нет информации о скорости источника?
   А откуда такая информация возникает  после ДР?
   MEANDR фактически утверждает, что, изменив форму поверхности зеркала, и превратив его в ДР (это то же линейное устройство, как и зеркало) получится  фильтр (параметрический), который  почему то добавляет новые свойства входному  сигналу – свету звезды (?).
   Не могу с ним согласится, поскольку я  моделирую ДР (параметрическую фильтрацию), но другим способом.