Effetto Doppler ed emissione/assorbimento: dove sbaglio?

From: B. Duepietre <b_duepietre_at_yahoo.it>
Date: 20 Nov 2003 10:45:57 -0800

Ciao, sono uno studente iscritto al secondo anno di fisica. Mentre
stavo studiando Fisica I, mi sono imbattuto in un problema che credevo
di facile soluzione, ma una volta controllato il risultato mi sono
accorto che il mio ragionamento doveva essere errato; allora ho
cercato di capire come si ottiene il risultato del libro, ed ho
trovato una spiegazione altrettanto convincente: pero` una delle due
deve essere sbagliata, ma quale? e perche'? Problema: un atomo si
dirige ad una velocita` v verso un laser fermo nel sistema di
riferimento solidale con il laboratorio, che emette fotoni di
frequenza (regolabile) w. E` noto che l'atomo fermo nel laboratorio
assorbe fotoni di frequenza w0. Perche' i fotoni emessi dal laser
vengano assorbiti dall'atomo in movimento, e` necessario che w sia
maggiore o minore di w0? Io ho ragionato in questo modo: mi metto nel
sistema di riferimento in cui l'atomo e` fermo; in questo sistema di
riferimento, i fotoni che saranno assorbiti dall'atomo dovranno avere
frequenza w0. Poiche' in questo sistema di riferimento vedo il laser
avvicinarsi ad una velocita` v, i fotoni, emessi con frequenza w nel
sistema di riferimento del laboratorio, hanno una frequenza maggiore
di w a causa dell'effetto Doppler (sia che le velocita` si compongano
secondo Galileo, che secondo Lorentz: cambia solo il valore di cui
essa aumenta). Quindi, devo diminuire la frequenza del laser rispetto
ad w0, affinche' in questo sistema di riferimento essa eguagli proprio
w0. Il libro, invece, dice che la frequenza va aumentata. Io ho
provato a spiegarmi il risultato cosi`: rimango nel sistema di
riferimento del laboratorio e guardo l'atomo che, mentre si avvicina
con velocita` v, emette un fotone; nel suo sistema di riferimento, il
fotone emesso ha frequenza w0: quindi nel laboratorio esso avra` una
frequenza maggiore, sempre per effetto Doppler. Poiche' so che l'atomo
emette fotoni di frequenza uguale a quella di quelli che assorbe,
dovro` aumentare la frequenza del laser rispetto ad w0, in modo tale
che i fotoni emessi siano assorbiti dall'atomo. Dove ho sbagliato?
Grazie, Berto.
Received on Thu Nov 20 2003 - 19:45:57 CET