Аберація світла

Абера́ція сві́тла (в астрономії) — позірна зміна положення світила на небесній сфері внаслідок скінченності швидкості світла і руху Землі по орбіті (річна аберація) або обертання Землі (добова аберація). Аберацію світла відкрив англ. астроном Джеймс Брадлей 1725 і пояснив її 1728. Якби астрономічна труба була нерухома, то зображення зорі 5 (мал.), на яку наведена труба, збігалося б з перехрестям ниток F окуляра (O — центр об'єктива). Але оскільки труба рухається разом з Землею у напрямі апекса A, то за час, протягом якого світло йде від O до F, окуляр переміститься в F'. Для того щоб зображення зорі попало в перехрестя ниток, трубу треба нахилити в бік її руху на кут OFO'= α.

Аберація виникає внаслідок зміни напряму розповсюдження світла при переході від однієї інерціальної системи відліку до іншої. Нехай система ${K} \,$ рухається зі швидкістю ${v} \,$ відносно системи $K^\prime$ . Кути утворені напрямом розповсюдження світла і напрямом руху $K^\prime$ відносно ${K} \,$ в $K^\prime$ і ${K} \,$ позначимо відповідно $\theta^\prime$ і $\theta \,$. Тоді,згідно із спеціальною теорією відносності справедливе наступне співвідношення між $\theta \,$ і $\theta^\prime$

$\sin\theta = \frac{\sqrt{ 1 - v^2/c^2}}{1+v/c\cos\theta} \sin\theta^\prime$

Ця формула — наслідок загальної формули перетворення швидкості частинки при переході від однієї системи відліку до іншої для випадку коли швидкість частинки рівна швидкості світла ${c} \,$ . Кут $\alpha = \theta^\prime - \theta$ називається кутом аберації. Якщо $v\ll \;c$ то з точністю до членів порядку $v/c$ формула записується у вигляді:

$\alpha = \theta^\prime - \theta = \frac{v}{c}\sin\theta$

Література

• Блажко С. Н. Курс сферической астрономии. М., 1954.
• Прохоров А. М. Физическая енциклопедия. М., 1998/