Un uomo a bordo di una navicella spaziale che si allontana con una velocità di 0.6c da una base spaziale, emette un raggio di luce di 500 nm dirigendolo verso la base spaziale.
• Qual è la frequenza della luce secondo le rilevazioni di un osservatore fermo sulla base spaziale ?
• Qual è la frequenza della luce osservata da un passeggero a bordo di una seconda navicella spaziale che si muove nella direzione opposta alla prima e con una velocità 0.8c rispetto alla base spaziale ?


Nel caso di sorgente che si allontana dal ricevitore la frequenza ricevuta è data dalla formula: f ' = 1 β 1 + β f f' = sqrt{{1-%beta}over{1+%beta}}f
La frequenza emessa è: f = c λ f= c over %lambda
Da cui: f ' = 1 β 1 + β c λ = 1 0.6 1 + 0.6 3 10 8 500 10 9 3 10 14 Hz f' = sqrt{{1-%beta}over{1+%beta}}cdot {c over %lambda}= sqrt{{1-0.6}over{1+0.6}}cdot {{3 cdot 10^8} over {500 cdot 10^-9}} approx 3 cdot 10^14`Hz
Per il secondo punto dobbiamo calcolare la velocità relativa tra le due navicelle spaziali:

v AB = v A v B 1 v A v B c 2 = 0.6 + 0.8 1 + 0.6 0.8 c 0.946 c β AB = 0.946 v_AB= {v_A-v_B} over {1-{v_A v_B}over {c^2}}= {0.6+0.8} over {1+{0.6 cdot 0.8}} c approx 0.946 c toward %beta_AB = 0.946

Calcoliamo la frequenza ricevuta dalla navicella B:
f AB = 1 β AB 1 + β AB c λ = 1 0.946 1 + 0.946 3 10 8 500 10 9 1 10 14 Hz f_AB = sqrt{{1-%beta_AB}over{1+%beta_AB}}cdot {c over %lambda}= sqrt{{1-0.946}over{1+0.946}}cdot {{3 cdot 10^8} over {500 cdot 10^-9}} approx 1 cdot 10^14`Hz