Što je Dopplerov efekt?

Dopplerov efekt je a fenomen valovito karakterizirana promjenom duljinauval ili iz frekvencija vala koji emitira izvor koji se kreće u odnosu na promatrača.

Što je Dopplerov efekt?

Napravljeno jeDopler je fenomen fizičkog vala koji se javlja kad postoji aproksimacija ili uklanjanjesrodnik između izvora vala i promatrača. Ova se pojava događa jer brzinaurazmnožavanjeujedanval, kakav god on bio, ovisi isključivo o načinu na koji se ovaj val širi. Dakle, čak i ako se izvor valova ili promatrač pomaknu, brzina širenja vala neće se promijeniti. Međutim, doći će do promjena u valnoj duljini i frekvenciji vala koji je zabilježio promatrač.

THE brzinaurazmnožavanje bilo kojeg vala, bio to mehanički val (zvuk) ili elektromagnetski val (svjetlost), on zadržava proporcionalni odnos sa svojom valnom duljinom i frekvencijom oscilacija. Gledati:

v - brzina širenja vala (m / s)
λ - valna duljina (m)
f - frekvencija titranja (Hz ili s^-1)

Zamislite sljedeću situaciju: kola hitne pomoći sa sirenom putuju ulicom odmičući se promatrača i približavanje od drugog promatrača. Pogledajte sliku ispod:

Kako brzina širenja zvučnih valova Ovisisamooddosta (u ovom slučaju zrak), brzinasrodnik između zvučnih valova i oba promatrača bit će isti, oboje u odnosu na promatrača koji odgurnuti koliko u odnosu na promatrača koji pristup izvora valova. Na taj način, da brzina ostane konstantno za oba promatrača promjene na duljinauval (prostor potreban da bi val dovršio oscilaciju) i u svom frekvencija. kako su te veličine obrnutoproporcionalan, može se reći da:

• Promatrač koji vidi hitnu pomoć odmičući se čuti će zvuk sa većeduljinauval i manjifrekvencija, dakle, više ozbiljan;

• Promatrač koji vidi hitnu pomoć približavanje čuti će zvuk većefrekvencija i manjiduljinauval, dakle, više akutni.

Pogledajte i: Zvučni valovi

Gornja slika prikazuje izvor zvučnih valova koji se kreću i deformacije pretrpljene prednjim dijelovima zvučnih valova.

Tko je otkrio Dopplerov efekt?

Dopplerov efekt u potpunosti je opisao austrijski fizičar JohannKršćanskiDopler, 1842. godine. Eksperimentalni dokaz ovog učinka izradio je Buys Ballot tri godine kasnije. Zbog toga je Ballot izveo neobičan eksperiment u kojem je bend izdao nekoliko glazbenih nota na vrhu lokomotive u pokretu. U međuvremenu, skupina promatrača zabilježila je bilješke čune prema mnogo različitihbrzinama prilaz i polazak iz vlaka.

Formula doplerskog učinka

Općenita formula korištena za izračunavanje promjene frekvencije u Doppler efektu prikazana je u nastavku:

f ' - promatrana frekvencija (Hz)
f₀ - emitirana frekvencija (Hz)
v - brzina vala u sredini (m / s)
v₀ - brzina promatrača (m / s)
v_F- brzina izvora emitirajućeg vala (m / s)

Da bismo koristili gore prikazanu formulu, potrebno je znati postoji li jaz između izvor valova to je posmatrač. Za ovo:

• Koristimo znak odozgo i u brojniku (+) i u nazivniku (-) ako postoji aproksimacija između izvora i promatrača;

• Koristimo nizak signal i u brojniku (-) i u brojniku (+) ako ih ima uklanjanje između izvora i promatrača.

Dopplerov učinak u medicini

Dopplerov efekt koristi se u medicini u nekoliko slikovnih testova, poput ehokardiografije. U ovom se ispitu proučavaju anatomska svojstva srca u potrazi za abnormalnostima u njegovom funkcioniranju. Za to se koristi ultrazvučni izvor emitiranja (zvukovi s frekvencijom većom od 20 000 Hz). Te zvukove apsorbiraju, lome i reflektiraju različita tkiva i protok krvi, koji se ponašaju kao sekundarni izvor reflektiranih valova u pokretu. Na taj je način moguće mapirati ispumpavanje krvi, promatrati refluks krvi itd.

Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)

Na Doppler ehokardiografiji snimaju se zvučni valovi koje odbija krv dok se odmiče od ili u blizini izvora ultrazvuka.

Izgledtakođer: Dijagnostika Dopplerovim efektom

Svjetlosni doplerski efekt

Dopplerov efekt se također vidi u elektromagnetskim valovima kao što je svjetlost. Kao i u slučaju zvuka, brzina svjetlosti ne ovisi o svom promatraču, već samo o mediju u kojem se širi. Stoga:

• kad postoji aproksimacija između izvora elektromagnetskih valova i promatrača, potonji će primijetiti porast promatrane frekvencije i smanjenje valne duljine;

• kad postoji uklanjanje između izvora elektromagnetskih valova i promatrača, promatrač će primijetiti smanjenje promatranih frekvencija i povećanje valne duljine.

Pogledajte i:Boja i frekvencija svjetlosti

O Napravljeno jeDoplerdajesvjetlo je pojava široko zapažena u Astronomija. Vidljiva svjetlost koju emitiraju zvijezde distribuira se u uskom frekvencijskom pojasu tzv vidljivi spektar. Kad vidimo svjetlost koju emitiraju zvijezde u udaljenim galaksijama, često uočavamo porast frekvencije svjetlosti, koju astronomi nazivaju plavi pomak, budući da se vidljiva svjetlost nastoji približiti frekvenciji plave boje. U slučajevima kada se zvijezde odmiču od Zemlje, fenomen se naziva crveni-pomak.

Kad se zvijezda velikom brzinom približi gledatelju, čini se da joj svjetlina postaje plavkasta; kad se odmaknete, njegov sjaj postaje crvenkast.

Doppler-ov učinak na prometni radar

Jedna od primjena Doppler efekta je u semaforskim radarima koji se koriste za mjerenje brzine automobilskih vozila. Ovi radari emitiraju snop svjetlosti čija je frekvencija u infracrvenom području. Zatim se mjeri vrijeme potrebno za povratak snopa na izvor. kako je brzina svjetlosti konstantno, moguće je izmjeriti brzinu kojom se sekundarni izvor koji odražava svjetlost (vozilo) kreće u svakom trenutku, čak i na velikim udaljenostima.

Infracrveni radari koriste se za mjerenje trenutne brzine vozila.

Izgledtakođer: Proširenje svemira

Sažetak Doppler efekta

• Dopplerov efekt pojavljuje se kad god postoji prilaz ili odlazak između izvora mehaničkih ili elektromagnetskih valova i promatrača.

• U slučaju aproksimacije, promatrana frekvencija veća je od frekvencije koju emitira izvor.

• U slučaju udaljenosti, promatrana frekvencija niža je od frekvencije koju emitira izvor.

Doppler efekt - vježbe

Čovjek koji stoji na rubu pješačkog prolaza promatra hitnu pomoć koja se približavala brzinom od 20 m / s. S obzirom na to da hitna pomoć emitira zvukove frekvencije jednake 2500 Hz, odredite koju će frekvenciju muškarac čuti.

Posvojiti:

v_ZVUK = 340 m / s

Razlučivost

Prema vježbi, Hitna pomoć prilazi muškarcu koji miruje. Stoga ćemo upotrijebiti samo gornje znakove formule Doppler-ovog efekta, i u nazivniku i u brojniku. Gledati:

U ovoj vježbi, kakva je brzina promatrača null, koristit ćemo v₀ = 0. Dakle, zamjenjujući ostale varijable, moramo:

Stoga će tijekom približavanja hitnoj pomoći promatrač čuti jači zvuk u blizini 2656 Hz.

Izgledtakođer: Više vježbi o Dopplerovom efektu
Ja, Rafael Helerbrock