23. AÇI KAYMASI (ANGLE SHIFT) I. BÖLÜM
SİNYALİN YAYINLANMA AÇISININ DEĞİŞİMİ
Bir sinyalin varış hedefi eğer hareketli bir referans sistemi ise, hedefin gidiş doğrultusuna bağlı olarak sinyalin yayınlanma açısı değişir. Bu olayı
"Açı Kayması" olarak adlandırdım.
Yukarıdaki figürde, uçak
(x1,y1,z1) koordinatında iken, yerdeki istasyonun yayınladığı ve varış noktası olarak uçağı hedefleyen bir sinyali ele alalım. Uçak
t1 anında ve (x1,y1,z1) koordinatında iken sinyal yola çıkıyor. Sinyalin varma süresi boyunca uçak kendi gidiş doğrultusunda hareketine devam ediyor. Sonuçta sinyal uçağa
t2 anında ve (x2,y2,z2) noktasında varıyor.
Eğer uçak hareket etmeseydi aynı sinyal uçağa (x1,y1,z1) noktasında varacaktı. Ancak uçak hareket halinde olduğu için uçağa
(x2,y2,z2) noktasında varmaktadır. Düşünmeyi kolaylaştırmak için tek bir foton ile düşünelim. Normalde sinyal (foton)
(x1,y1,z1) noktasına gidecek iken, bunun yerine
(x2,y2,z2) noktasına gidiyor. Böyle bir durumun olabilmesi için, uçağı hedefleyen sinyalin yayınlanması esnasında yön değiştirmesi gerekir ki, sinyal bunu gerçekten de yapar, yönünü değiştirir.
Sinyalin yön değiştirmesi, sinyalin yayınması esnasında ve sinyal dalgaboyu değişimine paralel olarak eşzamanlı gerçekleşir. Sinyalin yön değiştirmesinin sebebi aynıdır. Sinyal dalgaboyunun değişmesine neden olan sebep her ne ise, aynı sebep sinyalin gidiş yönünü de belirlemektedir. Figürde
d1 ve d3 doğrularının kesiştikleri noktada birbirleriyle yaptıkları açı, vericinin referans sistemine göre sinyalin gidiş açısındaki değişim miktarını verir.
Tekrar gibi olacak ama bir kez daha yazıyorum.
Figürdeki d3 doğrusu sinyal kulesinin referans sistemine göre sinyalin gidiş doğrultusudur.
Figürdeki d1 doğrusu uçağın referans sistemine göre sinyalin geliş doğrultusudur. (uçağın kendisini hareketsiz, sinyal istasyonunu hareketli kabul edebildiğini hatırlayalım).
Açı Kayması olayı her zaman için gerçekleşir diye bir kural yoktur. Eğer kaynak ve hedef referans sistemlerinin birbirine göre hareketleri aynı doğru üzerindeyse (tek boyut üzerinde gerçekleşiyorsa) sinyalin yayınlanma açısı değişmez. Bunun haricindeki bütün durumlarda Açı Kayması gerçekleşir.
Dalgaboyu değişiminin mesafelere bağlı olarak ifade edilebildiğini görmüştük.
d0 :Alıcıya göre GELEN sinyalin kat ettiği yol
d1: Vericiye göre GİDEN sinyalin kat ettiği yol
λ0 : Vericinin fabrika ayarındaki dalgaboyu
λ1 : Alıcıda ölçülen dalgaboyu
Dikkat edersek dalgaboyu değişiminin oluşabilmesi için eşitlikteki d0 ve
d1 mesafelerin birbirinden farklı olması gerekir, bu durum Açı Kayması olayının bir zorunluluk olduğunu kendiliğinden gösterir.
Figürde ufuk çizgisinden Z ekseni doğrultusunda sinyal kulesine doğru gelmekte olan bir uçak görülüyor. Uçağın geliş rotasını kırmızı renkli çizgi göstermektedir. Dikkat edersek sinyal kulesinin referans sistemine göre, uçağın Z ekseni üzerindeki konumu azalırken, Y ekseni üzerindeki pozisyonu sürekli olarak artmaktadır. Sinyal kulesine göre Uçağın hareketini küçük Doppler Üçgenlerine ayıralım. Uçak A
(x0,y6,z6) noktasındayken sinyal kulesinden yola çıkan bir sinyalin uçağa B
(x0,y5,z5) noktasında vardığını varsayalım. Ardından uçak B
(x0,y5,z5) noktasındayken sinyal kulesinden yola çıkan bir sinyalin uçağa C
(x0,y4,z4) noktasında vardığını varsayalım. Görülüyor ki figürdeki örnek için Açı Kayması açının büyümesi yönünde olmaktadır. Eğer uçağın hareketi aynı doğru üzerinde ve uzaklaşma yönünde olsaydı Açı Kayması açının küçülmesi yönünde olurdu.
Açı Kayması dinamik bir değişkendir. Referans sistemlerinin hız, yön ve konumlarına bağlı olarak daimi bir değişim içindedir ve bir sinyalin yayınlanması esnasında o sinyale ve o ana özel bir değerdir.
Açı Kayması fazlasıyla dikkate alınması gereken çok önemli bir etkidir. Alice Yasasına özgü ve çok özel bir sonuçtur. Alice Yasası dışında hiç bir teori bu durumun varlığını gösterebilme şansına sahip değildir. Açı Kayması geleceğin fiziğini inşa eden, yol gösteren, teorik fiziğe yön verecek olan en önemli argümanlardan bir tanesidir. Deneyle tespit edilebilir bir etki niteliğinde olması önemini daha da artırmaktadır.
Açı Kayması konusuna üçüncü bölümde devam edeceğim.