ભૌતિક જથ્થાને માપવા માટે ડોપ્લર અસરનો ઉપયોગ કરવો. ડોપ્લર શિફ્ટ

ડોપ્લર ઇફેક્ટ એ રીસીવર દ્વારા રેકોર્ડ કરાયેલ તરંગોની લંબાઈ અને આવર્તનમાં ફેરફાર છે, જે તેમના સ્ત્રોત અથવા રીસીવરની જ હિલચાલનું કારણ બને છે. અસરને ક્રિશ્ચિયન ડોપ્લરના માનમાં આ નામ મળ્યું, જેમણે તેની શોધ કરી. આ પૂર્વધારણા પાછળથી ડચ વૈજ્ઞાનિક ક્રિશ્ચિયન બેલોટ દ્વારા પ્રાયોગિક પદ્ધતિ દ્વારા સાબિત કરવામાં આવી હતી, જેમણે ખુલ્લી રેલ્વે કેરેજમાં બ્રાસ બેન્ડ મૂક્યું હતું અને પ્લેટફોર્મ પર સૌથી હોશિયાર સંગીતકારોના જૂથને ભેગા કર્યા હતા. જ્યારે ઓર્કેસ્ટ્રા સાથેની ગાડી પ્લેટફોર્મની નજીકથી પસાર થઈ, ત્યારે સંગીતકારોએ એક નોંધ વગાડી, અને શ્રોતાઓએ જે સાંભળ્યું તે કાગળ પર લખી નાખ્યું. અપેક્ષા મુજબ, પીચની ધારણા સીધી રીતે પર આધારિત હતી, જેમ કે ડોપ્લરનો કાયદો જણાવે છે.

ડોપ્લર અસરની ક્રિયા

આ ઘટના એકદમ સરળ રીતે સમજાવવામાં આવી છે. અવાજનો શ્રાવ્ય સ્વર કાન સુધી પહોંચતા ધ્વનિ તરંગની આવર્તનથી પ્રભાવિત થાય છે. જ્યારે ધ્વનિ સ્ત્રોત વ્યક્તિ તરફ આગળ વધે છે, ત્યારે દરેક અનુગામી તરંગ ઝડપી અને ઝડપી આવે છે. કાન તરંગોને વધુ વારંવાર જુએ છે, જેનાથી અવાજ ઊંચો દેખાય છે. પરંતુ જેમ જેમ ધ્વનિનો સ્ત્રોત દૂર થાય છે, ત્યારપછીના તરંગો થોડા આગળ ઉત્સર્જિત થાય છે અને અગાઉના તરંગો કરતા મોડેથી કાન સુધી પહોંચે છે, જેના કારણે અવાજ ઓછો અનુભવાય છે.

આ ઘટના માત્ર ધ્વનિ સ્ત્રોતની હિલચાલ દરમિયાન જ નહીં, પણ વ્યક્તિની હિલચાલ દરમિયાન પણ થાય છે. તરંગમાં "દોડવું", વ્યક્તિ વધુ વખત તેના ક્રેસ્ટ્સને પાર કરે છે, અવાજને ઊંચો સમજે છે, અને તરંગથી દૂર જાય છે - ઊલટું. આમ, ડોપ્લર અસર ધ્વનિ સ્ત્રોત અથવા તેના રીસીવરની હિલચાલ પર અલગથી આધાર રાખતી નથી. અનુરૂપ અવાજની ધારણા થાય છે કારણ કે તેઓ એકબીજાની સાપેક્ષમાં આગળ વધે છે, અને આ અસર માત્ર ધ્વનિ તરંગોની જ નહીં, પણ પ્રકાશ અને કિરણોત્સર્ગી કિરણોત્સર્ગની પણ લાક્ષણિકતા છે.

ડોપ્લર અસરની અરજી

ડોપ્લર અસર ક્યારેય અત્યંત રમવાનું બંધ કરતી નથી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાવિજ્ઞાન અને માનવ પ્રવૃત્તિના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં. તેની મદદથી, ખગોળશાસ્ત્રીઓ એ શોધવામાં સક્ષમ હતા કે બ્રહ્માંડ સતત વિસ્તરી રહ્યું છે, અને તારાઓ એકબીજાથી "ભાગી રહ્યા છે". ઉપરાંત, ડોપ્લર અસર તમને ગતિ પરિમાણો નક્કી કરવાની મંજૂરી આપે છે અવકાશયાનઅને ગ્રહો. તે રડારના સંચાલન માટેનો આધાર પણ બનાવે છે જેનો ઉપયોગ ટ્રાફિક પોલીસ અધિકારીઓ કાર માટે કરે છે. સમાન અસરનો ઉપયોગ થાય છે તબીબી નિષ્ણાતો, જે ઇન્જેક્શન દરમિયાન ધમનીઓમાંથી નસોને અલગ પાડવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરે છે.

તમે જોયું હશે કે ફાયર ટ્રકના સાયરનની પીચ, જે ખૂબ જ ઝડપે આગળ વધી રહી છે, તે વાહન તમારી પાસેથી પસાર થયા પછી ઝડપથી નીચે આવે છે. તમારી પાસેથી વધુ ઝડપે પસાર થતી કારના સિગ્નલની પિચમાં ફેરફાર પણ તમે નોંધ્યો હશે.
રેસિંગ કારના એન્જિનની પીચ પણ બદલાય છે કારણ કે તે નિરીક્ષકને પસાર કરે છે. જો ધ્વનિ સ્ત્રોત નિરીક્ષકની નજીક આવે છે, તો ધ્વનિ સ્ત્રોત જ્યારે આરામ કરે છે તેની તુલનામાં ધ્વનિની પિચ વધે છે. જો ધ્વનિનો સ્ત્રોત નિરીક્ષકથી દૂર જાય છે, તો અવાજની પીચ ઘટે છે. આ ઘટનાને ડોપ્લર અસર કહેવામાં આવે છે અને તે તમામ પ્રકારના તરંગો માટે થાય છે. ચાલો હવે તેની ઘટનાના કારણો પર વિચાર કરીએ અને આ અસરને કારણે ધ્વનિ તરંગોની આવૃત્તિમાં ફેરફારની ગણતરી કરીએ.

ચોખા. 1
ચાલો, નક્કર હેતુઓ માટે, ફાયર ટ્રકને ધ્યાનમાં લઈએ, જેની સાયરન, જ્યારે વાહન સ્થિર હોય છે, ત્યારે ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, બધી દિશામાં ચોક્કસ આવર્તનનો અવાજ બહાર કાઢે છે. 1. હવે ફાયર ટ્રકને આગળ વધવા દો અને સાયરન એ જ આવર્તન પર ધ્વનિ તરંગો છોડવાનું ચાલુ રાખે છે. જો કે, ડ્રાઇવિંગ કરતી વખતે, અંજીરમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, જો કાર આગળ વધી રહી ન હોય તો તેના કરતાં આગળ સાયરન દ્વારા ઉત્સર્જિત ધ્વનિ તરંગો એકબીજાની નજીક હશે. 2.


ચોખા 2
આવું થાય છે કારણ કે, તેની હિલચાલ દરમિયાન, આગની ટ્રક અગાઉ ઉત્સર્જિત તરંગો સાથે "પકડે છે". આમ, રસ્તા પર નિરીક્ષક નોટિસ કરશે મોટી સંખ્યાએકમ સમય દીઠ તેની પાસેથી પસાર થતી વેવ ક્રેસ્ટ, અને તેથી, તેના માટે અવાજની આવર્તન વધુ હશે. બીજી બાજુ, કારની પાછળ પ્રસરી રહેલા તરંગો એકબીજાથી વધુ દૂર હશે, કારણ કે કાર તેમનાથી "તૂટતી" હોય તેવું લાગે છે. પરિણામે, એકમ સમય દીઠ, કારની પાછળ નિરીક્ષક દ્વારા ઓછા વેવ ક્રેસ્ટ પસાર થશે, અને અવાજની પિચ ઓછી હશે.
આવર્તનમાં ફેરફારની ગણતરી કરવા માટે, અમે ફિગનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. 3 અને 4. અમે ધારીશું કે અમારા સંદર્ભના ફ્રેમમાં હવા (અથવા અન્ય માધ્યમ) આરામ પર છે. ફિગ માં. 3 ધ્વનિ સ્ત્રોત (ઉદાહરણ તરીકે, સાયરન) આરામ પર છે.


બે ક્રમિક વેવ ક્રેસ્ટ બતાવવામાં આવ્યા છે, જેમાંની એક માત્ર ધ્વનિ સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત થાય છે. આ ક્રેસ્ટ વચ્ચેનું અંતર તરંગલંબાઇ જેટલું છે λ . જો ધ્વનિ સ્ત્રોતની કંપન આવર્તન છે f, પછી વેવ ક્રેસ્ટના ઉત્સર્જન વચ્ચેનો સમય જેટલો છે T = 1/f.
ફિગ માં. 4 ધ્વનિ સ્ત્રોત ઝડપે ફરે છે v સ્ત્રોત. દરમિયાન ટી(તે હમણાં જ નક્કી કરવામાં આવ્યું છે) તરંગની પ્રથમ ક્રેસ્ટ અંતર સુધી જશે d = vT, ક્યાં વિ- હવામાં ધ્વનિ તરંગની ગતિ (જે, અલબત્ત, સ્ત્રોત આગળ વધી રહ્યો છે કે નહીં તે ધ્યાનમાં લીધા વિના સમાન હશે). તે જ સમય દરમિયાન, ધ્વનિ સ્ત્રોત દૂર જશે d source = v સ્ત્રોત T. પછી ક્રમિક વેવ ક્રેસ્ટ વચ્ચેનું અંતર નવી તરંગલંબાઇ જેટલું છે λ / , ફોર્મમાં લખવામાં આવશે
λ / = d − d સ્ત્રોત = (v − v સ્ત્રોત)T = (v − v સ્ત્રોત)/f,
કારણ કે T= 1/f.
આવર્તન f/તરંગો દ્વારા આપવામાં આવે છે
f / = v/λ / = vf/(v − v સ્ત્રોત),
અથવા

ધ્વનિ સ્ત્રોત આરામથી નિરીક્ષકનો સંપર્ક કરે છે.
અપૂર્ણાંકનો છેદ એક કરતા ઓછો હોવાથી, આપણી પાસે છે f/>f. ઉદાહરણ તરીકે, જો કોઈ સ્ત્રોત આવર્તન પર અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે 400 હર્ટ્ઝ, જ્યારે તે આરામ પર હોય છે, પછી જ્યારે સ્ત્રોત સ્થિર ઉભેલા નિરીક્ષક તરફ ગતિ સાથે આગળ વધવાનું શરૂ કરે છે 30 મી/સે, બાદમાં આવર્તન પર અવાજ સાંભળશે (તાપમાન પર 0 °સે) 440 હર્ટ્ઝ.
ઝડપે નિરીક્ષકથી દૂર જતા સ્ત્રોત માટે નવી તરંગલંબાઇ v સ્ત્રોત, સમાન હશે
λ / = d + d સ્ત્રોત
આ કિસ્સામાં, આવર્તન f/અભિવ્યક્તિ દ્વારા આપવામાં આવે છે

ધ્વનિ સ્ત્રોત નિરીક્ષકથી વિશ્રામ સમયે દૂર જાય છે.
ડોપ્લર અસર ત્યારે પણ થાય છે જ્યારે ધ્વનિ સ્ત્રોત આરામ પર હોય (ધ્વનિ તરંગો પ્રસરે છે તે માધ્યમની સાપેક્ષમાં) અને નિરીક્ષક ગતિશીલ હોય. જો કોઈ નિરીક્ષક ધ્વનિ સ્ત્રોતની નજીક આવે છે, તો તે સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત કરતા વધુ ઊંચા અવાજનો અવાજ સાંભળે છે. જો નિરીક્ષક સ્રોતથી દૂર જાય છે, તો અવાજ તેને નીચો લાગે છે. જથ્થાત્મક રીતે, અહીં આવર્તનમાં ફેરફાર જ્યારે સ્ત્રોત આગળ વધી રહ્યો હોય અને નિરીક્ષક આરામમાં હોય ત્યારે કેસ કરતાં થોડો અલગ હોય છે. આ કિસ્સામાં, વેવ ક્રેસ્ટ્સ વચ્ચેનું અંતર (તરંગલંબાઇ λ ) બદલાતું નથી, પરંતુ નિરીક્ષકની તુલનામાં પટ્ટાઓની હિલચાલની ગતિ બદલાય છે. જો નિરીક્ષક ધ્વનિ સ્ત્રોતની નજીક પહોંચે છે, તો નિરીક્ષકને સંબંધિત તરંગોની ગતિ સમાન હશે v / = v + v obs, ક્યાં વિહવામાં ધ્વનિ પ્રસારની ગતિ છે (અમે ધારીએ છીએ કે હવા આરામ પર છે), અને v obs.- નિરીક્ષકની ગતિ. તેથી, નવી આવર્તન બરાબર હશે
f / = v / /λ = (v + v obs)/λ,
અથવા, કારણ કે λ = v/f,

એક નિરીક્ષક સ્થિર ધ્વનિ સ્ત્રોતનો સંપર્ક કરે છે.
એવા કિસ્સામાં જ્યારે નિરીક્ષક ધ્વનિ સ્ત્રોતથી દૂર જાય છે, ત્યારે સંબંધિત ગતિ સમાન હશે v / = v − v obs, અને અમારી પાસે છે

નિરીક્ષક સ્થિર ધ્વનિ સ્ત્રોતથી દૂર ખસે છે.

જો ગતિશીલ અવરોધમાંથી ધ્વનિ તરંગ પ્રતિબિંબિત થાય છે, તો ડોપ્લર અસરને કારણે પ્રતિબિંબિત તરંગની આવર્તન ઘટના તરંગની આવર્તનથી અલગ હશે.

ચાલો આ જોઈએ નીચેના ઉદાહરણ.

 ઉદાહરણ. આવર્તન સાથે ધ્વનિ તરંગ 5000 હર્ટ્ઝતે શરીરની દિશામાં ઉત્સર્જિત થાય છે જે ધ્વનિ સ્ત્રોતની ઝડપે પહોંચે છે 3.30 m/s. પ્રતિબિંબિત તરંગની આવર્તન કેટલી છે?

 ઉકેલ.
આ કિસ્સામાં, ડોપ્લર અસર બે વાર થાય છે.
સૌપ્રથમ, ધ્વનિ તરંગને જે શરીર તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે તે મૂવિંગ ઓબ્ઝર્વરની જેમ વર્તે છે અને આવર્તન પર ધ્વનિ તરંગને "નોંધણી" કરે છે.

બીજું, શરીર પછી ધ્વનિના ગૌણ સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે (પ્રતિબિંબિત) જે ફરે છે જેથી પ્રતિબિંબિત ધ્વનિ તરંગની આવૃત્તિ


આમ, ડોપ્લર ફ્રીક્વન્સી શિફ્ટ બરાબર છે 100 હર્ટ્ઝ.

જો ઘટના અને પ્રતિબિંબિત ધ્વનિ તરંગો એકબીજા પર સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે, તો સુપરપોઝિશન થશે, અને આ ધબકારા તરફ દોરી જશે. ધબકારાની આવર્તન બે તરંગોની આવર્તન વચ્ચેના તફાવતની બરાબર છે, અને ઉપર ચર્ચા કરેલ ઉદાહરણમાં તે સમાન હશે 100 હર્ટ્ઝ. ડોપ્લર અસરના આ અભિવ્યક્તિનો વ્યાપકપણે વિવિધ તબીબી ઉપકરણોમાં ઉપયોગ થાય છે, જે સામાન્ય રીતે મેગાહર્ટ્ઝ આવર્તન શ્રેણીમાં અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોનો ઉપયોગ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લાલ રક્ત કોશિકાઓમાંથી પ્રતિબિંબિત અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોનો ઉપયોગ રક્ત પ્રવાહની ગતિ નક્કી કરવા માટે થઈ શકે છે. તેવી જ રીતે, આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ગતિ શોધ માટે કરી શકાય છે છાતીગર્ભ, તેમજ હૃદયના ધબકારા દૂરસ્થ મોનીટરીંગ માટે.
એ નોંધવું જોઇએ કે ડોપ્લર ઇફેક્ટ એ નિર્ધારિત ગતિ કરતાં વધુ વાહનો માટે રડાર શોધ પદ્ધતિનો આધાર પણ છે, પરંતુ આ કિસ્સામાં ધ્વનિ તરંગોને બદલે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક (રેડિયો) તરંગોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
સંબંધોની ચોકસાઈ (1 − 2) અને (3 − 4) ઘટે છે જો v સ્ત્રોતઅથવા v obs.અવાજની ઝડપની નજીક પહોંચવું. આ એ હકીકતને કારણે છે કે માધ્યમના કણોનું વિસ્થાપન હવે પુનઃસ્થાપિત બળના પ્રમાણસર રહેશે નહીં, એટલે કે. હૂકના કાયદામાંથી વિચલનો ઉદ્ભવશે, જેથી આપણા મોટાભાગના સૈદ્ધાંતિક તર્ક શક્તિ ગુમાવશે.

 નીચેની સમસ્યાઓ હલ કરો.
 સમસ્યા 1. આઉટપુટ સામાન્ય સૂત્રઅવાજની આવર્તન બદલવા માટે f/જ્યારે સ્ત્રોત અને નિરીક્ષક બંને આગળ વધી રહ્યા હોય ત્યારે ડોપ્લર અસરને કારણે.

 સમસ્યા 2. IN સામાન્ય પરિસ્થિતિઓએરોર્ટામાં લોહીના પ્રવાહની ઝડપ લગભગ સમાન છે 0.28 m/s. આવર્તન સાથે અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો પ્રવાહ સાથે નિર્દેશિત થાય છે 4.20 MHz. આ તરંગો લાલ રક્તકણોમાંથી પ્રતિબિંબિત થાય છે. અવલોકન કરેલા ધબકારા ની આવર્તન કેટલી હશે? ધ્યાનમાં લો કે આ તરંગોની ગતિ સમાન છે 1.5 × 10 3 m/s, એટલે કે પાણીમાં અવાજની ઝડપની નજીક.

 સમસ્યા 3. આવર્તન પર અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો માટે ડોપ્લર અસર 1.8 MHzગર્ભના ધબકારાનું નિરીક્ષણ કરવા માટે વપરાય છે. અવલોકન કરેલ બીટ આવર્તન (મહત્તમ) છે 600 હર્ટ્ઝ. પેશીમાં ધ્વનિના પ્રસારની ઝડપ સમાન છે એમ ધારી રહ્યા છીએ 1.5 × 10 3 m/s, ધબકતા હૃદયની સપાટીની મહત્તમ ગતિની ગણતરી કરો.

 સમસ્યા 4. ફેક્ટરીના હોર્નના અવાજની આવર્તન હોય છે 650 હર્ટ્ઝ. જો ઉત્તરનો પવન ઝડપે ફૂંકાય 12.0 m/s, તો પછી આરામ પર નિરીક્ષક દ્વારા કઈ આવર્તનનો અવાજ સંભળાશે, એ) ઉત્તરમાં, બી) દક્ષિણમાં, સી) પૂર્વમાં અને ડી) બઝરની પશ્ચિમમાં સ્થિત છે? જ્યારે ઝડપે નજીક આવે ત્યારે સાયકલ સવાર કયો ફ્રિકવન્સી અવાજ સાંભળશે? 15 મી/સેસીટી માટે e) ઉત્તરથી અથવા f) પશ્ચિમથી? હવાનું તાપમાન છે 20 °સે.

 સમસ્યા 5. આવર્તન પર વ્હિસલ ઓસીલેટીંગ 500 હર્ટ્ઝ, ત્રિજ્યા સાથે વર્તુળમાં ફરે છે 1 મી, કરી રહ્યા છીએ 3 પ્રતિ સેકન્ડ ક્રાંતિ. અંતર પર સ્થિર નિરીક્ષક દ્વારા જોવામાં આવતી ઉચ્ચતમ અને સૌથી ઓછી આવર્તન નક્કી કરો 5 મીવર્તુળના કેન્દ્રમાંથી. હવામાં અવાજની ઝડપ બરાબર લેવામાં આવે છે 340 m/s.

- તરંગ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટના. આ બાબતના હૃદય પર સીધા જતા પહેલા, થોડી પરિચયાત્મક થિયરી.

ખચકાટ- એક અથવા બીજી ડિગ્રી સુધી, સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ સિસ્ટમની સ્થિતિને બદલવાની પુનરાવર્તિત પ્રક્રિયા. વેવ- આ એક ઓસિલેશન છે જે તેના મૂળ સ્થાનથી દૂર જઈ શકે છે, માધ્યમમાં ફેલાય છે. તરંગો લાક્ષણિકતા છે કંપનવિસ્તાર, લંબાઈઅને આવર્તન. આપણે જે અવાજ સાંભળીએ છીએ તે તરંગ છે, એટલે કે. ધ્વનિ સ્ત્રોતમાંથી પ્રચાર કરતા હવાના કણોના યાંત્રિક સ્પંદનો.

તરંગો વિશેની માહિતીથી સજ્જ, ચાલો ડોપ્લર અસર તરફ આગળ વધીએ. અને જો તમે સ્પંદનો, તરંગો અને પડઘો વિશે વધુ જાણવા માંગતા હો, તો અમારા બ્લોગ પર આપનું સ્વાગત છે.

ડોપ્લર અસરનો સાર

સૌથી લોકપ્રિય અને સરળ ઉદાહરણ જે ડોપ્લર અસરના સારને સમજાવે છે તે એક સ્થિર નિરીક્ષક અને સાયરનવાળી કાર છે. ચાલો કહીએ કે તમે બસ સ્ટોપ પર ઉભા છો. સાયરન વાગતી એમ્બ્યુલન્સ તમારી તરફ શેરીમાં જઈ રહી છે. કાર નજીક આવતાં તમને અવાજની આવર્તન સમાન નથી.

કાર સ્ટોપ પર આવતાં શરૂઆતમાં અવાજ વધુ ફ્રિકવન્સીનો હશે. તમે સાયરન અવાજની સાચી આવર્તન સાંભળશો, અને જેમ તમે દૂર જશો તેમ અવાજની આવર્તન ઘટશે. તે શું છે ડોપ્લર અસર.

કિરણોત્સર્ગના સ્ત્રોતની હિલચાલને કારણે નિરીક્ષક દ્વારા જોવામાં આવતી રેડિયેશનની આવર્તન અને તરંગલંબાઇ બદલાય છે.

જો કેપને પૂછવામાં આવે કે ડોપ્લર અસર કોણે શોધી છે, તો તે ખચકાટ વિના જવાબ આપશે કે ડોપ્લરે તે કર્યું. અને તે સાચો હશે. આ ઘટના, સૈદ્ધાંતિક રીતે સાબિત થાય છે 1842 ઑસ્ટ્રિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી દ્વારા વર્ષ ક્રિશ્ચિયન ડોપ્લર, ત્યારબાદ તેમના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું હતું. ડોપ્લરે પોતે પાણી પરની લહેરોનું અવલોકન કરીને પોતાનો સિદ્ધાંત મેળવ્યો હતો અને સૂચન કર્યું હતું કે અવલોકનો તમામ તરંગો માટે સામાન્ય કરી શકાય છે. પછીથી અવાજ અને પ્રકાશ માટે ડોપ્લર અસરની પ્રાયોગિક રીતે પુષ્ટિ કરવી શક્ય બની.

ઉપર આપણે ધ્વનિ તરંગો માટે ડોપ્લર અસરનું ઉદાહરણ જોયું. જો કે, ડોપ્લર અસર માત્ર અવાજ માટે જ સાચી નથી. ત્યા છે:

• એકોસ્ટિક ડોપ્લર અસર;
• ઓપ્ટિકલ ડોપ્લર અસર;
• માટે ડોપ્લર અસર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો;
• સાપેક્ષવાદી ડોપ્લર અસર.

તે ધ્વનિ તરંગો સાથેના પ્રયોગો હતા જેણે આ અસરની પ્રથમ પ્રાયોગિક પુષ્ટિ પ્રદાન કરવામાં મદદ કરી.

ડોપ્લર અસરની પ્રાયોગિક પુષ્ટિ

ક્રિશ્ચિયન ડોપ્લરના તર્કની શુદ્ધતાની પુષ્ટિ એ એક રસપ્રદ અને અસામાન્ય ભૌતિક પ્રયોગો સાથે સંકળાયેલ છે. IN 1845 હોલેન્ડના હવામાનશાસ્ત્રી ખ્રિસ્તી મતપત્રએક શક્તિશાળી લોકોમોટિવ અને એક ઓર્કેસ્ટ્રા લીધો જેમાં પરફેક્ટ પિચ સાથે સંગીતકારોનો સમાવેશ થાય છે. કેટલાક સંગીતકારો - તેઓ ટ્રમ્પેટર્સ હતા - ટ્રેનના ખુલ્લા વિસ્તારમાં સવારી કરતા હતા અને સતત તે જ નોંધ વગાડતા હતા. ચાલો કહીએ કે તે બીજા અષ્ટકનો A હતો.

સ્ટેશન પર અન્ય સંગીતકારો તેમના સાથીદારો શું વગાડતા હતા તે સાંભળી રહ્યા હતા. પ્રયોગમાં તમામ સહભાગીઓની સંપૂર્ણ સુનાવણીથી ભૂલની સંભાવના ન્યૂનતમ થઈ ગઈ. પ્રયોગ બે દિવસ ચાલ્યો, દરેક થાકી ગયો, ઘણો કોલસો બળી ગયો, પરંતુ પરિણામો તેના મૂલ્યના હતા. તે બહાર આવ્યું છે કે અવાજની પિચ ખરેખર સ્રોત અથવા નિરીક્ષક (શ્રોતા) ની સંબંધિત ગતિ પર આધારિત છે.

ડોપ્લર અસરની અરજી

સૌથી વધુ જાણીતી એપ્લીકેશનોમાંની એક સ્પીડ સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને હલનચલન કરતી વસ્તુઓની ઝડપ નક્કી કરે છે. રડાર દ્વારા મોકલવામાં આવેલા રેડિયો સિગ્નલો કારમાંથી પ્રતિબિંબિત થાય છે અને પાછા ફરે છે. આ કિસ્સામાં, આવર્તન ઑફસેટ કે જેના પર સિગ્નલો પરત આવે છે તે મશીનની ઝડપ સાથે સીધો સંબંધિત છે. ઝડપ અને આવર્તન પરિવર્તનની તુલના કરીને, ઝડપની ગણતરી કરી શકાય છે.

ડોપ્લર અસર દવામાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉપકરણોનું સંચાલન તેના પર આધારિત છે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ડાયગ્નોસ્ટિક્સ. અલ્ટ્રાસાઉન્ડમાં એક અલગ તકનીક કહેવાય છે ડોપ્લરોગ્રાફી.

ડોપ્લર અસરનો પણ ઉપયોગ થાય છે ઓપ્ટિક્સ, ધ્વનિશાસ્ત્ર, રેડિયો ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, ખગોળશાસ્ત્ર, રડાર.

માર્ગ દ્વારા! અમારા વાચકો માટે હવે 10% ડિસ્કાઉન્ટ છે

ડોપ્લર અસરની શોધે આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રના વિકાસમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી. પુષ્ટિમાની એક બિગ બેંગ થિયરીઆ અસર પર આધારિત છે. ડોપ્લર અસર અને બિગ બેંગ કેવી રીતે સંબંધિત છે? બિગ બેંગ થિયરી અનુસાર, બ્રહ્માંડ વિસ્તરી રહ્યું છે.

દૂરની તારાવિશ્વોનું અવલોકન કરતી વખતે, લાલ પાળી જોવા મળે છે - સ્પેક્ટ્રમની લાલ બાજુએ સ્પેક્ટ્રલ રેખાઓની પાળી. ડોપ્લર ઇફેક્ટનો ઉપયોગ કરીને રેડ શિફ્ટને સમજાવતા, અમે સિદ્ધાંત સાથે સુસંગત એક નિષ્કર્ષ દોરી શકીએ છીએ: તારાવિશ્વો એકબીજાથી દૂર જઈ રહ્યા છે, બ્રહ્માંડ વિસ્તરી રહ્યું છે.

ડોપ્લર અસર માટે ફોર્મ્યુલા

જ્યારે ડોપ્લર અસરના સિદ્ધાંતની ટીકા કરવામાં આવી હતી, ત્યારે વૈજ્ઞાનિકના વિરોધીઓની દલીલોમાંની એક એ હકીકત હતી કે સિદ્ધાંત ફક્ત આઠ પૃષ્ઠો પર સમાયેલ હતો, અને ડોપ્લર અસર સૂત્રની વ્યુત્પત્તિમાં બોજારૂપ ગાણિતિક ગણતરીઓ શામેલ નથી. અમારા મતે, આ માત્ર એક વત્તા છે!

દો u - માધ્યમની તુલનામાં રીસીવરની ઝડપ, વિ - માધ્યમની તુલનામાં તરંગ સ્ત્રોતની ગતિ, સાથે - માધ્યમમાં તરંગોના પ્રસારની ગતિ, w0 - સ્ત્રોત તરંગોની આવર્તન. પછી ડોપ્લર ઇફેક્ટની જ ફોર્મ્યુલા સામાન્ય કેસઆના જેવો દેખાશે:

અહીં ડબલ્યુ - આવર્તન કે રીસીવર રેકોર્ડ કરશે.

સાપેક્ષવાદી ડોપ્લર અસર

શાસ્ત્રીય ડોપ્લર અસરથી વિપરીત, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો શૂન્યાવકાશમાં ફેલાય છે, ત્યારે ડોપ્લર અસરની ગણતરી કરવા માટે, SRT નો ઉપયોગ કરવો જોઈએ અને સાપેક્ષ સમયના વિસ્તરણને ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ. પ્રકાશ થવા દો - સાથે , વિ - પ્રાપ્તકર્તાને સંબંધિત સ્ત્રોતની ગતિ, થીટા – સ્ત્રોત તરફની દિશા અને રીસીવરની સંદર્ભ સિસ્ટમ સાથે સંકળાયેલ વેગ વેક્ટર વચ્ચેનો ખૂણો. પછી સાપેક્ષવાદી ડોપ્લર અસર માટેનું સૂત્ર આના જેવું દેખાશે:

આજે આપણે આપણા વિશ્વની સૌથી મહત્વપૂર્ણ અસર - ડોપ્લર અસર વિશે વાત કરી. શું તમે ડોપ્લર અસરની સમસ્યાઓને ઝડપથી અને સરળતાથી કેવી રીતે હલ કરવી તે શીખવા માંગો છો? તેમને પૂછો અને તેઓ તેમના અનુભવને શેર કરવામાં ખુશ થશે! અને અંતે - બિગ બેંગ થિયરી અને ડોપ્લર અસર વિશે થોડું વધારે.

ધ્વનિશાસ્ત્રમાં, ડોપ્લર અસરને કારણે આવર્તનમાં ફેરફાર એ માધ્યમની તુલનામાં સ્ત્રોત અને રીસીવરની હિલચાલની ગતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે ધ્વનિ તરંગોના વાહક છે (સૂત્ર (103.2) જુઓ). ડોપ્લર અસર પ્રકાશ તરંગો માટે પણ અસ્તિત્વમાં છે. જો કે, ત્યાં કોઈ વિશિષ્ટ માધ્યમ નથી જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના વાહક તરીકે સેવા આપે. તેથી, પ્રકાશ તરંગોની આવર્તનની ડોપ્લર શિફ્ટ માત્ર સ્ત્રોત અને રીસીવરની સંબંધિત ગતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ચાલો પ્રકાશ સ્ત્રોત સાથે K સિસ્ટમના કોઓર્ડિનેટ્સની ઉત્પત્તિ અને રીસીવર સાથે K સિસ્ટમના કોઓર્ડિનેટ્સની ઉત્પત્તિને સાંકળીએ (ફિગ. 151.1). ચાલો, હંમેશની જેમ, અક્ષોને દિશામાન કરીએ, વેગ વેક્ટર v કે જેની સાથે સિસ્ટમ K (એટલે ​​​​કે, રીસીવર) સિસ્ટમ K (એટલે ​​​​કે, સ્ત્રોત) ની સાપેક્ષે ફરે છે. રીસીવર તરફ સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્લેન લાઇટ વેવનું સમીકરણ K સિસ્ટમમાં સ્વરૂપ ધરાવશે

અહીં અને સ્ત્રોત સાથે સંકળાયેલ સંદર્ભ ફ્રેમમાં નિશ્ચિત તરંગ આવર્તન છે, એટલે કે, આવર્તન કે જેની સાથે સ્ત્રોત ઓસીલેટ થાય છે. અમે ધારીએ છીએ કે પ્રકાશ તરંગ શૂન્યાવકાશમાં પ્રવાસ કરે છે; તેથી તબક્કાનો વેગ c ની બરાબર છે.

સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત મુજબ, પ્રકૃતિના નિયમો સંદર્ભના તમામ જડતા ફ્રેમ્સમાં સમાન સ્વરૂપ ધરાવે છે. પરિણામે, K સિસ્ટમમાં, તરંગ (151.1) સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે

સંદર્ભ સિસ્ટમ K માં આવર્તન ક્યાં રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે, એટલે કે, પ્રાપ્તકર્તા દ્વારા જોવામાં આવતી આવર્તન. અમે c સિવાય તમામ જથ્થાઓને પ્રાઇમ કરી છે, જે તમામ સંદર્ભ સિસ્ટમોમાં સમાન છે.

K સિસ્ટમમાં તરંગ સમીકરણ K સિસ્ટમના સમીકરણમાંથી મેળવી શકાય છે, લોરેન્ટ્ઝ ટ્રાન્સફોર્મેશનનો ઉપયોગ કરીને પસાર થાય છે.

પ્રથમ વોલ્યુમના સૂત્રો (63.16) અનુસાર in અને t ને બદલીને, આપણે મેળવીએ છીએ

(ભૂમિકા v દ્વારા ભજવવામાં આવે છે). છેલ્લી અભિવ્યક્તિ સરળતાથી ફોર્મમાં ઘટાડી શકાય છે

સમીકરણ (151.3) K સિસ્ટમમાં સમાન તરંગને સમીકરણ (151.2) તરીકે વર્ણવે છે. તેથી સંબંધ સંતુષ્ટ હોવો જોઈએ

ચાલો સંકેત બદલીએ: આપણે સ્ત્રોત આવર્તન c દ્વારા અને રીસીવર આવર્તન દ્વારા . પરિણામે, સૂત્ર સ્વરૂપ લેશે

ગોળાકાર આવર્તનથી સામાન્ય આવર્તન તરફ જવાથી, આપણને મળે છે

(151.5)

સ્ત્રોતને સંબંધિત રીસીવરની ઝડપ, જે સૂત્રો (151.4) અને (151.5) માં દેખાય છે, તે બીજગણિત જથ્થો છે. જ્યારે રીસીવર દૂર જાય છે અને તે મુજબ જ્યારે રીસીવર સ્ત્રોતનો સંપર્ક કરે છે, તેથી સાથે

જો સૂત્ર (151.4) અંદાજે નીચે પ્રમાણે લખી શકાય:

અહીંથી, આપણી જાતને ઓર્ડરની શરતો સુધી મર્યાદિત કરીને, અમને મળે છે

(151.6)

આ સૂત્રમાંથી તમે આવર્તનમાં સંબંધિત ફેરફાર શોધી શકો છો:

(151.7)

(જેનો અર્થ થાય છે).

તે બતાવી શકાય છે કે, અમે ધ્યાનમાં લીધેલ રેખાંશ અસર ઉપરાંત, પ્રકાશ તરંગો માટે ટ્રાંસવર્સ ડોપ્લર અસર પણ છે. તે રીસીવર દ્વારા જોવામાં આવતી આવર્તનમાં ઘટાડાનો સમાવેશ કરે છે, જ્યારે સંબંધિત વેગ વેક્ટર રીસીવર અને સ્ત્રોતમાંથી પસાર થતી રેખાને કાટખૂણે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે ત્યારે અવલોકન કરવામાં આવે છે (જ્યારે, ઉદાહરણ તરીકે, સ્ત્રોત કેન્દ્રમાં વર્તુળમાં ફરે છે. જેમાંથી રીસીવર મૂકવામાં આવે છે).

આ કિસ્સામાં, સ્ત્રોત સિસ્ટમમાં આવર્તન સંબંધ દ્વારા રીસીવર સિસ્ટમમાં આવર્તન સાથે સંબંધિત છે

ટ્રાંસવર્સ ડોપ્લર અસરને કારણે આવર્તનમાં સાપેક્ષ ફેરફાર

ગુણોત્તરના વર્ગના પ્રમાણસર અને તેથી રેખાંશ અસર કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું, જેના માટે આવર્તનમાં સંબંધિત ફેરફાર પ્રથમ શક્તિના પ્રમાણસર છે

ટ્રાંસવર્સ ડોપ્લર અસરનું અસ્તિત્વ 1938 માં Ives દ્વારા પ્રાયોગિક રીતે સાબિત થયું હતું. Ives ના પ્રયોગોમાં, ચેનલ બીમમાં હાઇડ્રોજન અણુઓના રેડિયેશનની આવૃત્તિમાં ફેરફાર નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો (§ 85 નો છેલ્લો ફકરો જુઓ). અણુઓની ઝડપ આશરે 106 m/s હતી. આ પ્રયોગો લોરેન્ટ્ઝ ટ્રાન્સફોર્મેશનની માન્યતાની સીધી પ્રાયોગિક પુષ્ટિનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

સામાન્ય રીતે, સાપેક્ષ વેગ વેક્ટરને બે ઘટકોમાં વિઘટિત કરી શકાય છે, જેમાંથી એક કિરણ સાથે નિર્દેશિત છે, અને અન્ય કિરણને લંબરૂપ છે. પ્રથમ ઘટક રેખાંશ નક્કી કરશે, બીજો - ટ્રાંસવર્સ ડોપ્લર અસર.

રેખાંશ ડોપ્લર અસરનો ઉપયોગ તારાઓની રેડિયલ વેગ નક્કી કરવા માટે થાય છે. તારાઓના સ્પેક્ટ્રામાં રેખાઓની સંબંધિત શિફ્ટને માપવાથી, આપણે નક્કી કરવા માટે સૂત્ર (151.4) નો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ

ડોપ્લર અસરને કારણે તેજસ્વી વાયુના પરમાણુઓની થર્મલ હિલચાલ વર્ણપટ રેખાઓના વિસ્તરણ તરફ દોરી જાય છે. થર્મલ ગતિની અસ્તવ્યસ્ત પ્રકૃતિને લીધે, સ્પેક્ટ્રોગ્રાફને સંબંધિત પરમાણુ વેગની તમામ દિશાઓ સમાન રીતે સંભવિત છે. તેથી, ઉપકરણ દ્વારા રેકોર્ડ કરાયેલ રેડિયેશનમાં અંતરાલમાં સમાવિષ્ટ તમામ ફ્રીક્વન્સીઝ હોય છે જ્યાંથી પરમાણુઓ દ્વારા ઉત્સર્જિત આવર્તન હોય છે, v એ થર્મલ ગતિની ગતિ છે (સૂત્ર (151.6) જુઓ). આમ, વર્ણપટ રેખાની રેકોર્ડ કરેલી પહોળાઈ મૂલ્ય હશે

(151.10)

સ્પેક્ટ્રલ રેખાની ડોપ્લર પહોળાઈ કહેવાય છે (v એટલે પરમાણુઓની સૌથી સંભવિત ગતિ). સ્પેક્ટ્રલ રેખાઓના ડોપ્લર વિસ્તરણની તીવ્રતા દ્વારા, કોઈ પણ પરમાણુઓની થર્મલ ગતિની ગતિ અને પરિણામે, તેજસ્વી ગેસનું તાપમાન નક્કી કરી શકે છે.

તરંગની માનવામાં આવતી આવર્તન તેના સ્ત્રોતની સંબંધિત ગતિ પર આધારિત છે.

તમને કદાચ તમારા જીવનમાં ઓછામાં ઓછું એક વાર એવા રસ્તા પર ઊભા રહેવાની તક મળી હશે કે જેની સાથે ખાસ સિગ્નલ અને સાયરન સાથેની કાર પસાર થઈ રહી છે. જ્યારે સાયરન્સના અવાજો નજીક આવે છે, ત્યારે તેનો સ્વર વધુ હોય છે, પછી, જ્યારે કાર તમારી સાથે પકડાય છે, ત્યારે તે ઘટે છે, અને અંતે, જ્યારે કાર દૂર જવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે તે ફરીથી ઘટે છે, અને તે પરિચિત થઈ જાય છે: Yyyiiieeaaaaaaaaaoouuuuummm - જેમ કે ધ્વનિ સભ્ય વિશે. કદાચ તેને સમજ્યા વિના, તમે તરંગોની સૌથી મૂળભૂત (અને સૌથી ઉપયોગી) મિલકતનું અવલોકન કરી રહ્યાં છો.

મોજા સામાન્ય રીતે એક વિચિત્ર વસ્તુ છે. કિનારાની નજીક લટકતી ખાલી બોટલની કલ્પના કરો. તેણી ઉપર અને નીચે ચાલે છે, કિનારાની નજીક નથી આવતી, જ્યારે પાણી મોજામાં કિનારા પર ધસી આવે છે. પરંતુ ના - પાણી (અને તેમાંની બોટલ) સ્થાને રહે છે, ફક્ત જળાશયની સપાટી પર લંબરૂપ વિમાનમાં જ ઓસીલેટીંગ થાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, માધ્યમની ગતિ કે જેમાં તરંગો પ્રસરે છે તે તરંગોની ગતિને અનુરૂપ નથી. ઓછામાં ઓછું, ફૂટબોલ ચાહકોએ આ સારી રીતે શીખ્યા છે અને તેનો વ્યવહારમાં ઉપયોગ કરવાનું શીખ્યા છે: સ્ટેડિયમની આસપાસ "તરંગ" મોકલતી વખતે, તેઓ પોતે ક્યાંય દોડતા નથી, તેઓ ફક્ત તેમના વળાંકમાં ઉભા થાય છે અને બેસી જાય છે, અને "તરંગ" (યુકેમાં આ ઘટનાને સામાન્ય રીતે "મેક્સિકન તરંગ" કહેવામાં આવે છે) સ્ટેન્ડની આસપાસ ચાલે છે.

તરંગો સામાન્ય રીતે વર્ણવવામાં આવે છે આવર્તન(નિરીક્ષણ બિંદુ પર પ્રતિ સેકન્ડ તરંગ શિખરોની સંખ્યા) અથવા લંબાઈ(બે અડીને આવેલા પટ્ટાઓ અથવા ખીણો વચ્ચેનું અંતર). આ બે લાક્ષણિકતાઓ માધ્યમમાં તરંગ પ્રસારની ગતિ દ્વારા એકબીજા સાથે સંબંધિત છે, તેથી, તરંગ પ્રસારની ગતિ અને મુખ્ય તરંગ લાક્ષણિકતાઓમાંની એકને જાણીને, તમે સરળતાથી અન્યની ગણતરી કરી શકો છો.

એકવાર તરંગ શરૂ થઈ ગયા પછી, તેના પ્રસારની ઝડપ માત્ર તે માધ્યમના ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જેમાં તે પ્રચાર કરે છે - તરંગનો સ્ત્રોત હવે કોઈ ભૂમિકા ભજવતો નથી. પાણીની સપાટી પર, ઉદાહરણ તરીકે, તરંગો, એકવાર ઉત્તેજિત થાય છે, પછી દબાણ દળો, સપાટીના તણાવ અને ગુરુત્વાકર્ષણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે જ પ્રસારિત થાય છે. દબાણના તફાવતોના ડાયરેક્શનલ ટ્રાન્સમિશનને કારણે ધ્વનિ તરંગો હવામાં (અને અન્ય ધ્વનિ-સંચારક માધ્યમો) પ્રસરે છે. અને તરંગોના પ્રસારની કોઈપણ પદ્ધતિ તરંગના સ્ત્રોત પર આધારિત નથી. તેથી ડોપ્લર અસર.

ચાલો વિલિંગ સાયરન ઉદાહરણ વિશે ફરી વિચાર કરીએ. ચાલો પહેલા ધારીએ કે વિશેષ વાહન સ્થિર છે. સાયરનમાંથી અવાજ આપણા સુધી પહોંચે છે કારણ કે તેની અંદરની સ્થિતિસ્થાપક પટલ સમયાંતરે હવા પર કાર્ય કરે છે, તેમાં સંકોચન બનાવે છે - વિસ્તારો હાઈ બ્લડ પ્રેશર, - વિરલતા સાથે વૈકલ્પિક. સંકોચન શિખરો - એકોસ્ટિક તરંગના "ક્રેસ્ટ" - માધ્યમ (હવા) દ્વારા પ્રસારિત થાય છે જ્યાં સુધી તે આપણા કાન સુધી પહોંચે અને અસર ન કરે. કાનના પડદા, જેમાંથી આપણા મગજમાં સિગ્નલ મોકલવામાં આવશે (આ રીતે સુનાવણી કામ કરે છે). અમે પરંપરાગત રીતે ધ્વનિ સ્પંદનોની આવર્તનને સ્વર અથવા પીચ તરીકે ઓળખીએ છીએ: ઉદાહરણ તરીકે, 440 હર્ટ્ઝ પ્રતિ સેકન્ડની કંપનની આવર્તન પ્રથમ ઓક્ટેવની નોંધ "A" ને અનુરૂપ છે. તેથી, જ્યારે વિશિષ્ટ વાહન સ્થિર છે, ત્યારે અમે તેના સિગ્નલનો અપરિવર્તિત સ્વર સાંભળવાનું ચાલુ રાખીશું.

પરંતુ જેમ જેમ વિશેષ વાહન તમારી તરફ આગળ વધવાનું શરૂ કરશે, એક નવી અસર ઉમેરાશે. એક વેવ પીકના ઉત્સર્જનથી બીજા તરંગ સુધીના સમય દરમિયાન, કાર તમારી તરફ થોડે દૂર જશે. આ કારણે, દરેક અનુગામી તરંગ શિખરનો સ્ત્રોત નજીક હશે. પરિણામે, કાર સ્થિર હતી ત્યારે તરંગો તમારા કાન સુધી વધુ વખત પહોંચશે, અને તમે જોશો તે અવાજની પિચ વધશે. અને, તેનાથી વિપરિત, જો વિશિષ્ટ વાહન વિરુદ્ધ દિશામાં આગળ વધે છે, તો એકોસ્ટિક તરંગોના શિખરો તમારા કાન સુધી ઓછી વાર પહોંચશે, અને ધ્વનિની માનવામાં આવતી આવર્તન ઘટશે. આ સમજૂતી છે કે જ્યારે ખાસ સિગ્નલવાળી કાર તમારી પાસેથી પસાર થાય છે, ત્યારે સાયરનનો સ્વર કેમ ઓછો થાય છે.

અમે સંબંધમાં ડોપ્લર અસરની તપાસ કરી ધ્વનિ તરંગો, પરંતુ તે અન્ય કોઈપણ માટે સમાનરૂપે લાગુ પડે છે. જો દૃશ્યમાન પ્રકાશનો સ્ત્રોત આપણી નજીક આવે છે, તો આપણે જોઈએ છીએ તે તરંગલંબાઇ ટૂંકી થાય છે, અને આપણે કહેવાતા જાંબલી પાળી(તમામ દૃશ્યમાન રંગોપ્રકાશ સ્પેક્ટ્રમનો ગમટ ટૂંકી તરંગલંબાઇ સાથે વાયોલેટને અનુરૂપ છે). જો સ્ત્રોત દૂર જાય છે, તો સ્પેક્ટ્રમના લાલ ભાગ તરફ દેખીતી રીતે પાળી થાય છે (તરંગોની લંબાઈ).

આ અસરને ક્રિશ્ચિયન જોહાન ડોપ્લર નામ આપવામાં આવ્યું છે, જેમણે સૌપ્રથમ સૈદ્ધાંતિક રીતે તેની આગાહી કરી હતી. ડોપ્લર અસર મને આખી જીંદગી રસ ધરાવે છે કારણ કે તે કેવી રીતે પ્રથમ વખત પ્રાયોગિક રીતે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. ડચ વૈજ્ઞાનિક ક્રિશ્ચિયન બાયસ બેલોટ (1817-1870) એ ખુલ્લી રેલ્વે ગાડીમાં બ્રાસ બેન્ડ મૂક્યો, અને પ્લેટફોર્મ પર સંપૂર્ણ પિચ સાથે સંગીતકારોના જૂથને એકઠા કર્યા. (પરફેક્ટ પિચ એ ક્ષમતા છે, નોંધ સાંભળ્યા પછી, તેનું ચોક્કસ નામ આપવાની.) દર વખતે જ્યારે મ્યુઝિકલ કેરેજ સાથેની ટ્રેન પ્લેટફોર્મ પરથી પસાર થતી હતી, ત્યારે બ્રાસ બેન્ડ એક નોંધ વગાડતું હતું, અને નિરીક્ષકો (શ્રોકો) તેઓએ સાંભળેલા મ્યુઝિકલ સ્કોર લખતા હતા. અપેક્ષા મુજબ, ધ્વનિની દેખીતી પીચ સીધી ટ્રેનની ગતિ પર આધારિત હતી, જે હકીકતમાં, ડોપ્લરના કાયદા દ્વારા આગાહી કરવામાં આવી હતી.

ડોપ્લર અસર શોધે છે વિશાળ એપ્લિકેશનવિજ્ઞાન અને રોજિંદા જીવનમાં બંને. વિશ્વભરમાં તેનો ઉપયોગ પોલીસ રડારમાં નિયમ ભંગ કરનારાઓને પકડવા અને દંડ કરવા માટે થાય છે. ટ્રાફિકઝડપ ઓળંગી. રડાર ગન રેડિયો વેવ સિગ્નલ (સામાન્ય રીતે VHF અથવા માઇક્રોવેવ રેન્જમાં) બહાર કાઢે છે જે તમારી કારના મેટલ બોડીને પ્રતિબિંબિત કરે છે. સિગ્નલ ડોપ્લર ફ્રીક્વન્સી શિફ્ટ સાથે રડાર પર પાછા આવે છે, જેનું મૂલ્ય વાહનની ઝડપ પર આધારિત છે. આઉટગોઇંગ અને ઇનકમિંગ સિગ્નલોની ફ્રીક્વન્સીની સરખામણી કરીને, ઉપકરણ આપમેળે તમારી કારની ઝડપની ગણતરી કરે છે અને તેને સ્ક્રીન પર પ્રદર્શિત કરે છે.

ડોપ્લર ઇફેક્ટને એસ્ટ્રોફિઝિક્સમાં કંઈક વધુ વિશિષ્ટ એપ્લિકેશન મળી: ખાસ કરીને, એડવિન હબલ, પ્રથમ વખત નવા ટેલિસ્કોપ વડે નજીકના તારાવિશ્વોના અંતરને માપવા માટે, એક સાથે તેમના પરમાણુ કિરણોત્સર્ગના સ્પેક્ટ્રમમાં લાલ ડોપ્લર શિફ્ટ શોધ્યું, જેમાંથી તે તારણ કાઢ્યું હતું કે તારાવિશ્વો આપણાથી દૂર જઈ રહ્યા છે ( સેમીહબલનો કાયદો). વાસ્તવમાં, આ એક સ્પષ્ટ નિષ્કર્ષ હતો જાણે કે તમે, તમારી આંખો બંધ કરીને, અચાનક સાંભળ્યું કે તમે પરિચિત મોડેલની કારના એન્જિનનો સ્વર જરૂરી કરતાં ઓછો હતો, અને નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે કાર દૂર જતી હતી. તમે જ્યારે હબલે એ પણ શોધ્યું કે ગેલેક્સી જેટલી દૂર છે, તેટલી વધુ મજબૂત રેડશિફ્ટ (અને જેટલી ઝડપથી તે આપણાથી દૂર ઉડે છે), તેને સમજાયું કે બ્રહ્માંડ વિસ્તરી રહ્યું છે. બિગ બેંગ થિયરી તરફ આ પહેલું પગલું હતું - અને આ બ્રાસ બેન્ડવાળી ટ્રેન કરતાં ઘણી ગંભીર બાબત છે.

ક્રિશ્ચિયન જોહાન ડોપ્લર, 1803-53

ઑસ્ટ્રિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી. સાલ્ઝબર્ગમાં એક ચણતરના પરિવારમાં જન્મ. તેમણે વિયેનામાં પોલિટેકનિક ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાંથી સ્નાતક થયા અને 1835 સુધી જુનિયર શિક્ષણ પદ પર રહ્યા, જ્યારે તેમને પ્રાગ યુનિવર્સિટીમાં ગણિત વિભાગના વડા બનવાની ઓફર મળી, જેણે છેલ્લી ક્ષણે તેમને તેમના લાંબા ગાળાના નિર્ણયને છોડી દેવાની ફરજ પાડી. ઘરે શૈક્ષણિક વર્તુળોમાં માન્યતા પ્રાપ્ત કરવાની નિરાશ થઈને અમેરિકા સ્થળાંતર કરો. તેણે વિયેનાની રોયલ ઈમ્પીરીયલ યુનિવર્સિટીમાં પ્રોફેસર તરીકેની કારકિર્દીનો અંત લાવ્યો.