光のドップラー効果
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遠ざかる音源からの音がドップラー効果により低くなるのと同様、遠ざかる光源から発せられた光には赤方偏移がおこる。例えば、地球に対して遠ざかるような運動をしている恒星のスペクトルを測定すると、地球から見た視線方向の後退速度に対応する赤方偏移が観測される。
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光のドップラー効果
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「ドップラー効果」の記事における「光のドップラー効果」の解説
光の場合でも同様の効果が観測され、遠ざかる光源からの光は赤っぽく見え（赤方偏移）、近付く光源からの光は青っぽく見える（青方偏移）。しかし、光の伝播は特殊相対性理論に従うため、通常の波のドップラー効果とは違った現象を見せる。 そもそもドップラー効果の原因は、波源や観測者が波の媒質に対して速度を持つために波の山の間隔が変わる所にあるが、光は波源や観測者の速度によらず常に光速 c {\displaystyle c} で伝播するように観測されるので、山の間隔の変わり方が通常の波の場合とは異なってくる。また、光の場合は波源が運動していると、特殊相対論的な効果によって波源上での時間の進み方が遅れて観測される。これにより、波源から出る光の振動数が小さく観測される効果が付け加わる。 以上の効果によって、光源Sが観測者Oから見て角度 θ {\displaystyle \theta } の方向に速さ V {\displaystyle V} で運動している場合、Oでの光の振動数 ν ′ {\displaystyle \nu '} は、 ν ′ = ν × 1 − ( V / c ) 2 1 − ( V / c ) cos θ {\displaystyle \nu '=\nu \times {{\sqrt {1-(V/c)^{2}}} \over 1-(V/c)\cos \theta }} となる。ここで、 ν {\displaystyle \nu } ： 光源の出す光の振動数、 V {\displaystyle V} ： 観測者から見た光源の速さ、 c {\displaystyle c} ： 光速、 θ {\displaystyle \theta } ： 観測者から見た光源の動く方向（ θ {\displaystyle \theta } =0 ：観測者に向かってくる場合） 重要なのは、光の場合には光源が観測者の視線方向に対して垂直に運動しており、視線方向の速度を持っていない場合( θ {\displaystyle \theta } =90°)でも光の振動数が変化して見えることである。これを横ドップラー効果という。 光のドップラー効果は星虹（スターボウ）として観測が可能であるという説がある。
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