Ev Kaldırma Laboratuvar çalışması Akustikte Doppler etkisinin incelenmesi. Elastik ve elektromanyetik dalgalar için Doppler etkisi

Laboratuvar çalışması Akustikte Doppler etkisinin incelenmesi. Elastik ve elektromanyetik dalgalar için Doppler etkisi

Dalgaların kaynağı sola doğru hareket ediyor. Daha sonra solda dalgaların frekansı yükselir (daha fazla), sağda ise azalır (daha az), yani dalgaların kaynağı yaydığı dalgaları yakalarsa dalga boyu azalır. Kaldırılırsa dalga boyu artar.

Doppler etkisi- Alıcı tarafından kaydedilen dalgaların frekansında ve uzunluğunda, kaynağın hareketinden ve/veya alıcının hareketinden kaynaklanan bir değişiklik.

Olayın özü

Sireni açık bir araba bir gözlemcinin yanından geçerken Doppler etkisini pratikte gözlemlemek kolaydır. Sirenin belli bir ton çıkardığını ve bunun değişmediğini varsayalım. Araba gözlemciye göre hareket etmediğinde, o zaman tam olarak sirenin çıkardığı sesi duyar. Ancak araba gözlemciye yaklaşırsa frekans ses dalgaları artacak (ve uzunluk azalacak) ve gözlemci sirenin gerçekte ürettiğinden daha yüksek bir perde duyacaktır. Araba gözlemcinin yanından geçtiği anda, sirenin çıkardığı sesi duyacaktır. Ve araba yaklaşmak yerine uzaklaşıp uzaklaştığında gözlemci daha fazlasını duyacaktır. Düşük ton, ses dalgalarının daha düşük frekansı (ve buna bağlı olarak daha uzun uzunluk) nedeniyle.

Yüklü bir parçacığın göreceli bir hızla bir ortamda hareket etmesi de önemlidir. Bu durumda Doppler etkisi ile doğrudan ilişkili olan Çerenkov radyasyonu laboratuvar sistemine kaydedilmektedir.

Matematiksel açıklama

Dalga kaynağı ortama göre hareket ediyorsa, dalga tepeleri arasındaki mesafe (dalga boyu) hıza ve hareket yönüne bağlıdır. Kaynak alıcıya doğru hareket ederse yani onun yaydığı dalgayı yakalarsa dalga boyu azalır, uzaklaşırsa dalga boyu artar:

,

kaynağın dalga yaydığı frekans, ortamdaki dalgaların yayılma hızı, dalga kaynağının ortama göre hızı (kaynak alıcıya yaklaşıyorsa pozitif, uzaklaşıyorsa negatif).

Sabit bir alıcı tarafından kaydedilen frekans

alıcının ortama göre hızı nerede (kaynağa doğru hareket ediyorsa pozitif).

Formül (1)'deki frekans değerini formül (2)'de değiştirerek, genel durum için formülü elde ederiz:

burada ışık hızı, kaynağın alıcıya (gözlemciye) göre hızı, kaynağa olan yön ile alıcının referans sistemindeki hız vektörü arasındaki açıdır. Kaynak gözlemciden radyal olarak uzaklaşıyorsa, yaklaşıyorsa - .

Göreli Doppler etkisi iki nedenden kaynaklanmaktadır:

  • kaynak ve alıcının göreceli hareketi ile frekans değişiminin klasik analogu;

Son faktör, dalga vektörü ile kaynak hızı arasındaki açı eşit olduğunda enine Doppler etkisine yol açar. Bu durumda frekanstaki değişim, klasik benzeri olmayan tamamen göreceli bir etkidir.

Doppler etkisi nasıl gözlemlenir

Bu olay herhangi bir dalga ve parçacık akışının karakteristik özelliği olduğundan, sesi gözlemlemek çok kolaydır. Ses titreşimlerinin frekansı kulak tarafından perde olarak algılanır. Hızlı hareket eden bir arabanın veya trenin yanınızdan geçmesi, örneğin siren veya sadece bip sesi gibi bir ses çıkarması durumunu beklemeniz gerekir. Araba size yaklaştığında sesin daha yüksek çıkacağını, sonra araba size ulaştığında sert bir şekilde alçalacağını, uzaklaşırken ise daha alçak bir sesle korna çalacağını duyacaksınız.

Başvuru

  • Doppler radarı, bir nesneden yansıyan sinyalin frekansındaki değişimi ölçen bir radardır. Frekanstaki değişime bağlı olarak nesnenin hızının radyal bileşeni hesaplanır (hızın nesneden ve radardan geçen düz bir çizgiye izdüşümü). Doppler radarları çeşitli uygulamalarda kullanılabilir: hızı belirlemek için uçak, gemiler, arabalar, hidrometeorlar (bulutlar gibi), deniz ve nehir akıntıları ve diğer nesneler.
  • Astronomi
    • Yıldızların, galaksilerin ve diğerlerinin radyal hareket hızı, spektral çizgilerin kaymasıyla belirlenir. gök cisimleri. Doppler etkisi kullanılarak gök cisimlerinin radyal hızları gök cisimlerinin spektrumundan belirlenir. Işık titreşimlerinin dalga boylarındaki bir değişiklik, kaynağın spektrumundaki tüm spektral çizgilerin, radyal hızı gözlemciden uzağa yönlendirilirse (kırmızıya kayma) uzun dalgalara doğru ve yönü ise kısa dalgalara doğru kaymasına neden olur. radyal hızı gözlemciye doğrudur (mor kayma). Kaynağın hızı, ışığın hızına (300.000 km/s) kıyasla küçükse, radyal hız, ışık hızının herhangi bir spektral çizginin dalga boyundaki değişimle çarpımı ve çizginin dalga boyuna bölünmesine eşittir. sabit bir kaynakta aynı hat.
    • Yıldızların sıcaklığı, spektral çizgilerin genişliğinin arttırılmasıyla belirlenir.
  • Non-invazif akış hızı ölçümü. Doppler etkisi sıvı ve gazların akış hızını ölçmek için kullanılır. Bu yöntemin avantajı, sensörlerin doğrudan akışa yerleştirilmesini gerektirmemesidir. Hız, ultrasonun ortamın homojen olmayan kısımlarına (süspansiyon parçacıkları, ana akışla karışmayan sıvı damlaları, gaz kabarcıkları) saçılmasıyla belirlenir.
  • Güvenlik alarmları. Hareketli nesneleri algılamak için
  • Koordinatların belirlenmesi. İÇİNDE uydu sistemi Yerdeki acil durum vericisinin Cospas-Sarsat koordinatları uydu tarafından, kendisinden alınan radyo sinyalinden Doppler etkisi kullanılarak belirlenir.

Sanat ve kültür

  • Amerikan komedi dizisi “The Big Bang Theory”nin 1. sezonunun 6. bölümünde Dr. Sheldon Cooper, Doppler etkisini simgeleyen bir kostüm giyerek Cadılar Bayramına gidiyor. Ancak orada bulunan herkes (arkadaşları hariç) onun bir zebra olduğunu düşünüyor.

Notlar

Ayrıca bakınız

Bağlantılar

  • Okyanus akıntılarını ölçmek için Doppler efektini kullanma

Wikimedia Vakfı.

  • 2010.
  • Balmumu

Bilgisayar virüslerinin polimorfizmi

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün: Doppler etkisi - Doppler etkisi Vericinin alıcıya göre hareket etmesi veya bunun tersi durumda frekansta meydana gelen bir değişiklik. [L.M. Nevdyaev. Telekomünikasyon teknolojileri. İngilizce Rusça açıklayıcı sözlük dizin. Düzenleyen: Yu.M. Gornostaeva. Moskova…

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün: Teknik Çevirmen Kılavuzu

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün:- Doppler io efektas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. Doppler etkisi vok. Doppler Etkisi, m rus. Doppler etkisi, m; Doppler etkisi, m şaka. Effet Doppler, m ryšiai: sinonimas – Doplerio efektleri … Otomatik terminų žodynas

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün:- Energetika apibrėžtis Spinduliuotės stebimo bangos ilgio pasikeitimas, šaltiniui judant stebėtojo atžvilgiu. atitikmenys: ingilizce. Doppler etkisi vok. Doppler etkisi, m rus. Doppler etkisi, m; Doppler etkisi, m... Işıklandırma ve Markalama Teknolojileri Terminolojileri

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün:- Çok sayıda efekt durumu, standartlaştırılmış ve metrolojik uygulamalarla ilgili olarak, çok sayıda güvenlik, güvenlik ve güvenlik koruması sağlar. atitikmenys: ingilizce. Doppler etkisi... Metrologijos terminų žodynas'ın kullanımı

Dalga kaynağı ortama göre hareket ediyorsa, dalga tepeleri arasındaki mesafe (dalga boyu) hıza ve hareket yönüne bağlıdır. Kaynak alıcıya doğru hareket ederse yani yaydığı dalgayı yakalarsa dalga boyu azalır. Kaldırılırsa dalga boyu artar.

Dalga frekansı genel görünüm, yalnızca alıcının ne kadar hızlı hareket ettiğine bağlıdır

Dalga kaynaktan başlar başlamaz yayılma hızı yalnızca yayıldığı ortamın özelliklerine göre belirlenir; dalganın kaynağı artık herhangi bir rol oynamaz. Örneğin su yüzeyinde dalgalar bir kez harekete geçtikten sonra yalnızca basınç kuvvetleri, yüzey gerilimi ve yerçekiminin etkileşimi nedeniyle yayılır. Akustik dalgalar, basınç farklılıklarının yönlü iletimi nedeniyle havada (ve diğer ses ileten ortamlarda) yayılır. Ve dalga yayılma mekanizmalarının hiçbiri dalga kaynağına bağlı değildir. Buradan Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün:.

Daha açık hale getirmek için sirenli bir araba örneğini ele alalım.

Öncelikle arabanın sabit olduğunu varsayalım. Sirenden gelen ses bize ulaşır çünkü içindeki elastik membran periyodik olarak havaya etki ederek içinde sıkıştırma oluşturur. yüksek tansiyon, - deşarjlarla dönüşümlü olarak. Sıkıştırma zirveleri - akustik dalganın "tepeleri" - ortamda (havada) kulaklarımıza ulaşana ve bizi etkileyene kadar yayılır. kulak zarı. Yani araba hareketsiz dururken sinyalinin değişmeyen tonunu duymaya devam edeceğiz.

Ancak araba sizin yönünüze doğru hareket etmeye başlar başlamaz yenisi eklenecektir. etki. Bir dalga zirvesinin yayılmasından diğerine kadar geçen süre boyunca araç size doğru bir miktar mesafe kat edecektir. Bu nedenle, sonraki her dalga zirvesinin kaynağı daha yakın olacaktır. Sonuç olarak, dalgalar kulaklarınıza araç dururken olduğundan daha sık ulaşacak ve algıladığınız sesin perdesi artacaktır. Tersine, kornalı bir araba ters yönde sürüldüğünde akustik dalgaların tepe noktaları kulaklarınıza daha az ulaşacak ve sesin algılanan frekansı azalacaktır.

Sahip olmak önemli astronomi, sonar ve radarda. Astronomide, yayılan ışığın belirli bir frekansının Doppler kayması, bir yıldızın gözlem hattı boyunca hareketinin hızını yargılamak için kullanılabilir. En şaşırtıcı sonuç, uzak galaksilerden gelen ışığın frekanslarındaki Doppler kaymasının gözlemlenmesinden geliyor: Kırmızıya kayma olarak adlandırılan bu durum, tüm galaksilerin bizden ışık hızının yaklaşık yarısı kadar bir hızla, mesafeyle birlikte artan bir hızla uzaklaştıklarını gösteriyor. Evrenin benzer şekilde genişleyip genişlemediği ya da kırmızıya kaymanın galaksilerin "dağılmasından" başka bir şeyden mi kaynaklandığı sorusu hala cevapsız.

Kullandığımız formülde.

Altında Doppler etkisi Kaynağın ve alıcının hareketiyle ilişkili olarak dalga alıcısı tarafından kaydedilen frekanstaki değişimi anlayın. Bu etki akustik ve optik alanında ilk kez 1842 yılında Avusturyalı fizikçi K. Doppler tarafından teorik olarak kanıtlanmıştır.

İki özel durum örneğini kullanarak, alıcı tarafından algılanan elastik dalganın frekansını belirleyen formülün türetilmesini ele alalım. 1. Ortam, ses dalgalarının sabit bir kaynağı ve alıcısını içerir. Kaynak tarafından yayılan frekanslar ve dalga boyları
, hızla hareket ediyor alıcıya ulaşın ve içinde aynı frekansta salınımlar yaratın
(Şekil 6.11, a). 2. Kaynak ve onun yaydığı dalga Ox ekseni boyunca hareket eder. Alıcı onlara doğru hareket eder. Dalga hızına dikkat edin yalnızca ortamın özelliklerine bağlıdır ve alıcının ve kaynağın hareketine bağlı değildir. Bu nedenle kaynağın sabit bir frekansta hareketi onun yaydığı titreşimler yalnızca dalga boyunu değiştirecektir. Aslında salınım periyodunun kaynağı mesafeye gidecek
ve hızların toplamı kanununa göre dalga uzaklaşacaktır kaynaktan bir mesafeye
ve dolayısıyla dalga boyu
daha az olacak (Şekil 6.11, b).

Dalga, alıcıya göre hızların toplamı kanununa göre belirli bir hızla hareket edecektir.
ve sabit bir dalga boyu için sıklık kaynağın algıladığı titreşimler değişecek ve eşit olacaktır

.

Kaynak ve alıcı birbirinden uzaklaşıyorsa frekans formülünde tabelaların değişmesi gerekiyor. Sonuç olarak, kaynak ve alıcı tek bir düz çizgide hareket ettiğinde alıcı tarafından algılanan salınım frekansı için tek bir formül şöyle görünecektir:

. (6.36)

Bu formülden, örneğin bir istasyonda bulunan bir gözlemci için yaklaşan bir trenin ses sinyalinin frekansı ( υ halkla ilişkiler =0, υ IST >0)

istasyondan uzaklaştıkça daha çok ve daha az olacaktır. Örneğin ses hızını υ = 340 m/s, trenin hızını υ = 72 km/saat ve ses sinyalinin frekansını ν 0 = 1000 Hz alırsak (bu frekans insan tarafından iyi algılanır) ve kulak, frekans farkı 10 Hz'den büyük olan ses dalgalarını ayırt ederse, kulak tarafından algılanan sinyalin frekansı,

=

Kaynak ve alıcı onları birbirine bağlayan düz çizgiye belli bir açıyla yönlendirilmiş hızlarla hareket ediyorsa frekansı hesaplamak için alıcı tarafından algılandığında, hızlarının projeksiyonlarını bu düz çizgiye almanız gerekir (Şekil 6.11, c):

. (6.37)

Doppler etkisi elektromanyetik dalgalar için de gözlenir. Ama farklı olarak

elastik dalgalar, elektromanyetik dalgalar bir ortamın yokluğunda, boşlukta yayılabilir. Sonuç olarak, elektromanyetik dalgalar için kaynağın ve alıcının ortama göre hareket hızı önemli değildir. Elektromanyetik dalgalar için, Lorentz dönüşümlerini ve hareketli bir referans çerçevesindeki zaman genişlemesini hesaba katarak kaynağın ve alıcının göreceli hareket hızını dikkate almak gerekir.

düşünelim uzunlamasına Doppler etkisi. Alıcı tarafından kaydedilen elektromanyetik dalgaların frekansı için bir formül türetelim; belirli bir durumda kaynak ve alıcı, onları birleştiren düz çizgi yönünde birbirlerine doğru hareket ederler. İki adet ISO olsun. – hareketsiz I.S.O. İLE(içinde sabit bir EMW alıcısı var) ve çakışan koordinat eksenleri boyunca ona göre hareket ediyor Ah Ve Ah' ISO İLE′ (sabit bir elektromanyetik dalga kaynağı içerir) (Şekil 6.12,a).

I.S.O.'da nelerin gözlemlendiğini ele alalım. İLE Ve İLE".

1. ISOİLE . Elektromanyetik dalga kaynağı sabittir ve koordinat ekseninin başlangıç ​​noktasında yer alır. Ah' (Şekil 6.12,a). I.S.O. formatında yayın yapar. İLE′ noktalı EMW
, frekanslar
ve dalga boyu
.

Alıcı hareket eder ancak hareketi, alınan sinyalin frekansındaki değişimi etkilemez. Bunun nedeni, S.T.O.'nun ikinci varsayımına göre, elektromanyetik dalganın alıcıya göre hızının her zaman şuna eşit olacağıdır: İle, ve dolayısıyla alıcının I.S.O.'da aldığı dalganın frekansı. İLE" aynı zamanda eşit olacak ,

2. ISOİLE . Ah EMW alıcısı sabittir ve EMW kaynağı eksen yönünde hareket eder . Bu nedenle kaynak için zaman genişlemesinin göreceli etkisini hesaba katmak gerekir. Bu, kaynak tarafından bu eylemsiz çerçevede yayılan dalganın periyodunun, I.S.O.'daki dalganın periyodundan daha büyük olacağı anlamına gelir.
().

Dalga boyu için Kaynaktan alıcıya doğru yayılan , yazılabilir

Bu ifade döneme izin verir T ve frekanslar EMW alıcısı tarafından I.S.O.'da algılanır. İLE, aşağıdaki formülleri yazın:


, (6.38)

burada elektromanyetik dalganın I.S.O.'daki alıcıya göre hızının dikkate alındığı yer. İLE eşit İle.

Kaynak ve alıcının kaldırılması durumunda formül (6.38)'deki işaretlerin değiştirilmesi gerekir. Bu durumda alıcı tarafından kaydedilen radyasyon frekansı, kaynağın yaydığı dalga frekansına göre azalacaktır; görünür ışık spektrumunda kırmızıya bir kayma gözlenir.

Görüldüğü gibi (6.38) ifadesi kaynağın ve alıcının ayrı ayrı hızlarını içermemektedir, sadece bunların göreceli hareket hızlarını içermektedir.

Elektromanyetik dalgalar için de gözlemlenir enine Doppler etkisi hareketli bir eylemsiz referans çerçevesinde zaman genişlemesinin etkisi ile ilişkilidir. Elektromanyetik dalga kaynağının hızının gözlem çizgisine dik olduğu bir anı ele alalım (Şekil 6.12,b), bu durumda kaynak alıcıya doğru hareket etmez ve dolayısıyla yaydığı dalganın uzunluğu değişmez. (
). Geriye kalan tek şey zaman genişlemesinin göreceli etkisidir

,
. (6.39)

Enine Doppler etkisi için frekans değişimi, uzunlamasına Doppler etkisinden önemli ölçüde daha az olacaktır. Gerçekten de, boyuna ve enine etkiler için (6.38) ve (6.39) formülleri kullanılarak bulunan frekansların oranı, birlikten önemli ölçüde daha az olacaktır:
.

Enine Doppler etkisi deneysel olarak doğrulandı ve bu, özel görelilik teorisinin geçerliliğini bir kez daha kanıtladı.

Burada formül (6.39) lehine sunulan argümanlar kesin gibi görünmüyor ancak doğru sonucu veriyorlar. Genel olarak, keyfi bir açı için Gözlem hattı ile kaynağın hızı arasında aşağıdaki formülü yazabiliriz

, (6.40) burada açı - bu, gözlem çizgisi ile kaynağın hızı arasındaki açıdır, bakınız (Şekil 6.12, b).

Bir ortamdaki elastik dalgalar için enine Doppler etkisi yoktur. Bunun nedeni, alıcı tarafından algılanan dalganın frekansını belirlemek için, hız projeksiyonlarının kaynak ile alıcıyı birleştiren düz çizgi üzerine alınmasıdır (bkz. Şekil 6.11, c) ve zaman genişlemesinin olmamasıdır. elastik dalgalar.

Doppler etkisinin geniş pratik uygulamaları vardır; örneğin yıldızların ve galaksilerin hızlarını, emisyon spektrumlarındaki çizgilerin Doppler (kırmızı) kaymasıyla ölçmek; radar ve sonardaki hareketli hedeflerin hızlarını belirlemek için; Atomların ve moleküllerin vb. emisyon çizgilerini Doppler genişleterek cisimlerin sıcaklığını ölçmek için.

Dalgaların kaynağı sola doğru hareket ediyor. Daha sonra solda dalgaların frekansı yükselir (daha fazla), sağda ise azalır (daha az), yani dalgaların kaynağı yaydığı dalgaları yakalarsa dalga boyu azalır. Kaldırılırsa dalga boyu artar.

Doppler etkisi- Alıcı tarafından kaydedilen dalgaların frekansında ve uzunluğunda, kaynağın hareketinden ve/veya alıcının hareketinden kaynaklanan bir değişiklik.

Olayın özü

Sireni açık bir araba bir gözlemcinin yanından geçerken Doppler etkisini pratikte gözlemlemek kolaydır. Sirenin belli bir ton çıkardığını ve bunun değişmediğini varsayalım. Araba gözlemciye göre hareket etmediğinde, o zaman tam olarak sirenin çıkardığı sesi duyar. Ancak araba gözlemciye yaklaşırsa ses dalgalarının frekansı artacak (ve uzunluğu azalacak) ve gözlemci sirenin gerçekte çıkardığından daha yüksek bir perde duyacaktır. Araba gözlemcinin yanından geçtiği anda, sirenin çıkardığı sesi duyacaktır. Ve araba yaklaşmak yerine uzaklaştığında, ses dalgalarının daha düşük frekansı (ve buna bağlı olarak daha uzun uzunluğu) nedeniyle gözlemci daha düşük bir ton duyacaktır.

Yüklü bir parçacığın göreceli bir hızla bir ortamda hareket etmesi de önemlidir. Bu durumda Doppler etkisi ile doğrudan ilişkili olan Çerenkov radyasyonu laboratuvar sistemine kaydedilmektedir.

Matematiksel açıklama

Dalga kaynağı ortama göre hareket ediyorsa, dalga tepeleri arasındaki mesafe (dalga boyu) hıza ve hareket yönüne bağlıdır. Kaynak alıcıya doğru hareket ederse yani onun yaydığı dalgayı yakalarsa dalga boyu azalır, uzaklaşırsa dalga boyu artar:

,

kaynağın dalga yaydığı frekans, ortamdaki dalgaların yayılma hızı, dalga kaynağının ortama göre hızı (kaynak alıcıya yaklaşıyorsa pozitif, uzaklaşıyorsa negatif).

Sabit bir alıcı tarafından kaydedilen frekans

alıcının ortama göre hızı nerede (kaynağa doğru hareket ediyorsa pozitif).

Formül (1)'deki frekans değerini formül (2)'de değiştirerek, genel durum için formülü elde ederiz:

burada ışık hızı, kaynağın alıcıya (gözlemciye) göre hızı, kaynağa olan yön ile alıcının referans sistemindeki hız vektörü arasındaki açıdır. Kaynak gözlemciden radyal olarak uzaklaşıyorsa, yaklaşıyorsa - .

Göreli Doppler etkisi iki nedenden kaynaklanmaktadır:

  • kaynak ve alıcının göreceli hareketi ile frekans değişiminin klasik analogu;

Son faktör, dalga vektörü ile kaynak hızı arasındaki açı eşit olduğunda enine Doppler etkisine yol açar. Bu durumda frekanstaki değişim, klasik benzeri olmayan tamamen göreceli bir etkidir.

Doppler etkisi nasıl gözlemlenir

Bu olay herhangi bir dalga ve parçacık akışının karakteristik özelliği olduğundan, sesi gözlemlemek çok kolaydır. Ses titreşimlerinin frekansı kulak tarafından perde olarak algılanır. Hızlı hareket eden bir arabanın veya trenin yanınızdan geçmesi, örneğin siren veya sadece bip sesi gibi bir ses çıkarması durumunu beklemeniz gerekir. Araba size yaklaştığında sesin daha yüksek çıkacağını, sonra araba size ulaştığında sert bir şekilde alçalacağını, uzaklaşırken ise daha alçak bir sesle korna çalacağını duyacaksınız.

Başvuru

  • Doppler radarı, bir nesneden yansıyan sinyalin frekansındaki değişimi ölçen bir radardır. Frekanstaki değişime bağlı olarak nesnenin hızının radyal bileşeni hesaplanır (hızın nesneden ve radardan geçen düz bir çizgiye izdüşümü). Doppler radarları çeşitli alanlarda kullanılabilir: uçakların, gemilerin, arabaların, hidrometeorların (örneğin bulutların), deniz ve nehir akıntılarının ve diğer nesnelerin hızını belirlemek için.
  • Astronomi
    • Yıldızların, galaksilerin ve diğer gök cisimlerinin radyal hareket hızı, spektral çizgilerin yer değiştirmesiyle belirlenir. Doppler etkisi kullanılarak gök cisimlerinin radyal hızları gök cisimlerinin spektrumundan belirlenir. Işık titreşimlerinin dalga boylarındaki bir değişiklik, kaynağın spektrumundaki tüm spektral çizgilerin, radyal hızı gözlemciden uzağa yönlendirilirse (kırmızıya kayma) uzun dalgalara doğru ve yönü ise kısa dalgalara doğru kaymasına neden olur. radyal hızı gözlemciye doğrudur (mor kayma). Kaynağın hızı, ışığın hızına (300.000 km/s) kıyasla küçükse, radyal hız, ışık hızının herhangi bir spektral çizginin dalga boyundaki değişimle çarpımı ve çizginin dalga boyuna bölünmesine eşittir. sabit bir kaynakta aynı hat.
    • Yıldızların sıcaklığı, spektral çizgilerin genişliğinin arttırılmasıyla belirlenir.
  • Non-invazif akış hızı ölçümü. Doppler etkisi sıvı ve gazların akış hızını ölçmek için kullanılır. Bu yöntemin avantajı, sensörlerin doğrudan akışa yerleştirilmesini gerektirmemesidir. Hız, ultrasonun ortamın homojen olmayan kısımlarına (süspansiyon parçacıkları, ana akışla karışmayan sıvı damlaları, gaz kabarcıkları) saçılmasıyla belirlenir.
  • Güvenlik alarmları. Hareketli nesneleri algılamak için
  • Koordinatların belirlenmesi. Cospas-Sarsat uydu sisteminde yerdeki bir acil durum vericisinin koordinatları, uydudan alınan radyo sinyalinden Doppler etkisi kullanılarak belirlenmektedir.

Sanat ve kültür

  • Amerikan komedi dizisi “The Big Bang Theory”nin 1. sezonunun 6. bölümünde Dr. Sheldon Cooper, Doppler etkisini simgeleyen bir kostüm giyerek Cadılar Bayramına gidiyor. Ancak orada bulunan herkes (arkadaşları hariç) onun bir zebra olduğunu düşünüyor.

Notlar

Ayrıca bakınız

Bağlantılar

  • Okyanus akıntılarını ölçmek için Doppler efektini kullanma

Wikimedia Vakfı.

Bilgisayar virüslerinin polimorfizmi

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün:- Doppler etkisi Vericinin alıcıya göre hareket etmesi veya bunun tersi durumda frekansta meydana gelen bir değişiklik. [L.M. Nevdyaev. Telekomünikasyon teknolojileri. İngilizce-Rusça açıklayıcı sözlük referans kitabı. Düzenleyen: Yu.M. Gornostaeva. Moskova… dizin. Düzenleyen: Yu.M. Gornostaeva. Moskova…

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün: Teknik Çevirmen Kılavuzu

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün:- Doppler io efektas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. Doppler etkisi vok. Doppler Etkisi, m rus. Doppler etkisi, m; Doppler etkisi, m şaka. Effet Doppler, m ryšiai: sinonimas – Doplerio efektleri … Otomatik terminų žodynas

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün:- Energetika apibrėžtis Spinduliuotės stebimo bangos ilgio pasikeitimas, šaltiniui judant stebėtojo atžvilgiu. atitikmenys: ingilizce. Doppler etkisi vok. Doppler etkisi, m rus. Doppler etkisi, m; Doppler etkisi, m... Işıklandırma ve Markalama Teknolojileri Terminolojileri

    Diğer sözlüklerde “Doppler etkisi”nin ne olduğunu görün:- Çok sayıda efekt durumu, standartlaştırılmış ve metrolojik uygulamalarla ilgili olarak, çok sayıda güvenlik, güvenlik ve güvenlik koruması sağlar. atitikmenys: ingilizce. Doppler etkisi... Metrologijos terminų žodynas'ın kullanımı

Bir gaz veya sıvının içinde, dalga kaynağından belirli bir uzaklıkta, ortamın titreşimlerini algılayan, alıcı adını verdiğimiz bir cihaz olsun. Dalgaların kaynağı ve alıcısı, dalganın yayıldığı ortama göre sabitse, alıcı tarafından algılanan salınımların frekansı, kaynağın salınımlarının frekansına eşit olacaktır. Kaynak veya alıcı veya her ikisi de ortama göre hareket ederse, alıcı tarafından algılanan frekans v'den farklı olabilir. Bu olaya Doppler etkisi denir.

Kaynak ve alıcının onları birbirine bağlayan düz bir çizgi boyunca hareket ettiğini varsayalım. Kaynağın hızı, kaynak alıcıya doğru hareket ediyorsa pozitif, kaynak alıcıdan uzaklaşıyorsa negatif kabul edilecektir. Benzer şekilde, alıcının hızı, alıcı kaynağa doğru hareket ediyorsa pozitif, alıcı kaynaktan uzaklaşıyorsa negatif kabul edilecektir.

Kaynak sabitse ve bir frekansta salınıyorsa, kaynak salınımı tamamladığında, ilk salınım tarafından üretilen dalganın "tepesi", ortamdaki v yolunu kat etmek için zamana sahip olacaktır (v, dalganın hızıdır). dalganın ortama göre yayılması). Sonuç olarak, kaynak tarafından bir saniyelik “tepe” ve “çukur”larda üretilen dalgalar v uzunluğuna sığacaktır. Kaynak ortama göre belirli bir hızda hareket ederse, kaynak salınımı tamamladığı anda, ilk salınımın ürettiği "sırt" kaynaktan belli bir mesafeye yerleştirilecektir (Şekil 103.1). Sonuç olarak, dalganın "tepeleri" ve "çukurları" uzunluk boyunca sığacak, böylece dalga boyu eşit olacaktır.

Bir saniye içinde, v uzunluğu boyunca uzanan "sırtlar" ve "vadiler" sabit alıcının yanından geçecek. Alıcı hızlı bir şekilde hareket ederse, 1 saniye süren bir zaman aralığının sonunda, bu aralığın başlangıcında mevcut konumundan sayısal olarak eşit bir mesafe kadar ayrılan bir "çöküntü" algılayacaktır.

Böylece alıcı, sayısal olarak eşit bir uzunluğa uyan "sırtlara" ve "vadilere" karşılık gelen ikinci salınımları algılayacak (Şekil 103.2) ve bir frekansla salınacaktır.

Bu formülde K yerine (103.1) ifadesini koyarsak, şunu elde ederiz:

(103.2)

Formül (103.2)'den, kaynak ve alıcı aralarındaki mesafe azalacak şekilde hareket ettiğinde, alıcı tarafından algılanan v frekansının kaynak frekansından daha büyük olduğu ortaya çıkar.

Kaynak ile alıcı arasındaki mesafe artarsa ​​v, şu değerden daha az olacaktır:

Hızların yönleri kaynak ve alıcıdan geçen düz çizgiyle çakışmıyorsa formül (103.2) yerine vektörlerin izdüşümlerinin belirtilen düz çizginin yönüne alınması gerekir.

Formül (103.2)'den, ses dalgaları için Doppler etkisinin, kaynağın ve alıcının sesin yayıldığı ortama göre hareket hızları tarafından belirlendiği sonucu çıkar. Doppler etkisi ışık dalgaları için de gözlenir, ancak frekansı değiştirme formülü (103.2)'den farklı bir forma sahiptir. Bunun nedeni, ışık dalgaları için titreşimleri “ışık” oluşturacak maddi bir ortamın bulunmamasıdır. Bu nedenle ışık kaynağının ve alıcının “ortama” göre hızları bir anlam ifade etmemektedir. Işık söz konusu olduğunda yalnızca alıcının ve kaynağın bağıl hızından bahsedebiliriz. Işık dalgaları için Doppler etkisi bu hızın büyüklüğüne ve yönüne bağlıdır. Işık dalgaları için Doppler etkisi § 151'de tartışılmaktadır.



Sitede yeni

>

En Popüler