도플러 효과는 현상 방종 변화를 특징으로하는 길이에웨이브 또는 회수 관찰자에 대해 상대적으로 움직이는 소스에 의해 방출되는 파동의.
도플러 효과는 무엇입니까?
만들어진다도플러 이 현상이있을 때 발생하는 물리 파 현상입니다. 근사 또는 제거상대적인 파동 소스와 관찰자 사이. 이 현상은 속도에번식에하나웨이브그것이 무엇이든간에, 이 파동이 전파되는 수단에 전적으로 의존합니다. 따라서 파동의 근원이나 관찰자가 움직여도 파동의 전파 속도는 변하지 않습니다. 그러나 관찰자가 포착 한 파동의 파장과 주파수에는 변화가있을 것입니다.
그만큼 속도에번식 기계적 파동 (사운드)이든 전자기파 (빛)이든 상관없이 파장 및 진동 주파수와 비례 관계를 유지합니다. 손목 시계:
V – 전파 속도 (m / s)
λ – 파장 (m)
에프 – 진동 주파수 (Hz 또는 s-1)
다음 상황을 상상해보십시오. 사이렌을 켠 구급차가 거리를 이동합니다. 멀리 이동 관찰자의 접근 다른 관찰자로부터. 아래 이미지를보십시오 :
음파의 전파 속도 때에 따라 다르지뿐의아주 (이 경우 공기), 속도상대적인 음파와 두 관찰자 사이 같을 것이다, 모두 관찰자와 관련하여 밀어 내다 관찰자와 관련하여 얼마나 접근하다 파도의 근원의. 이런 식으로 속도를 유지하려면 일정한 두 관찰자 모두에게 발생 변화 ~에서 길이에웨이브 (파동이 진동을 완료하는 데 필요한 공간) 및 회수. 이 크기는 어떻습니까 반대로비례항, 다음과 같이 말할 수 있습니다.
구급차를 보는 관찰자 멀리 이동 소리를들을 것이다 더 크게길이에웨이브 과 작게회수, 따라서 더 진지한;
구급차를 보는 관찰자 접근 소리를들을 것이다 더 크게회수 과 작게길이에웨이브, 따라서 더 심각한.
참조: 음파
위의 이미지는 음파가 움직이는 소스와 방출 된 음 파면에 의해 겪는 변형을 보여줍니다.
누가 도플러 효과를 발견 했습니까?
도플러 효과는 오스트리아의 물리학 자에 의해 완전히 설명되었습니다. 요한신자도플러, 1842 년. 이 효과에 대한 실험적 증거는 3 년 후 Buys Ballot에 의해 만들어졌습니다. 이를 위해 Ballot는 한 밴드가 움직이는 기관차 위에 여러 개의 음표를내는 흥미로운 실험을 수행했습니다. 한편, 관찰자 세트는
많은 다른속도 기차에서 접근 및 출발.도플러 효과 공식
도플러 효과의 주파수 변화를 계산하는 데 사용되는 일반 공식은 다음과 같습니다.
에프' – 관찰 된 주파수 (Hz)
에프0 – 방출 된 주파수 (Hz)
V – 중간 파동 속도 (m / s)
V0 – 관찰자 속도 (m / s)
V에프– 방출 파 소스의 속도 (m / s)
위의 공식을 사용하려면 사이에 간격이 있는지 알아야합니다. 파동 소스 그건 관찰자. 이를 위해 :
우리는 위에서 서명 분자 (+)와 분모 (-) (있는 경우) 모두 근사 소스와 관찰자 사이;
우리는 낮은 신호 분자 (-)와 분자 (+) (있는 경우) 모두 제거 소스와 관찰자 사이.
의학에서의 도플러 효과
도플러 효과는 심장 초음파와 같은 여러 영상 검사에서 의학에 사용됩니다. 이 검사에서는 심장의 기능 이상을 찾기 위해 심장의 해부학 적 특성을 연구합니다. 이를 위해 초음파 방출 원이 사용됩니다 (주파수가 20,000Hz 이상인 소리). 이러한 소리는 다른 조직과 혈류에 의해 흡수, 굴절 및 반사되며, 이는 움직이는 반사파의 2 차 소스 역할을합니다. 이러한 방식으로 혈액 펌핑을 매핑하고 혈액 역류를 관찰하는 등의 작업이 가능합니다.
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도플러 심 초음파 검사에서는 혈액이 초음파 소스에서 멀어 지거나 근처로 이동할 때 반사되는 음파가 캡처됩니다.
보기또한: 도플러 효과에 의한 진단
광 도플러 효과
도플러 효과는 빛과 같은 전자파에서도 볼 수 있습니다. 소리의 경우와 마찬가지로 빛의 속도는 관찰자에 의존하지 않고 전파되는 매체에만 의존합니다. 따라서:
있을 때 근사 전자기파의 근원과 관찰자 사이에서 후자는 관찰 된 주파수의 증가와 파장의 감소를 알아 차릴 것입니다.
있을 때 제거 전자기파의 근원과 관찰자 사이에서 관찰자는 관찰 된 주파수의 감소와 파장의 증가를 알아 차릴 것입니다.
참조 :빛의 색과 주파수
영형 만들어진다도플러준다빛 널리 관찰되는 현상입니다 천문학. 별에서 방출되는 가시 광선은 좁은 주파수 대역에 분포합니다. 가시 스펙트럼. 먼 은하에서 별이 방출하는 빛을 볼 때, 우리는 종종 천문학 자들이 다음과 같이 부르는 광 주파수의 증가를 관찰합니다. 청색 이동, 가시 광선은 청색의 주파수에 접근하는 경향이 있기 때문입니다. 별이 지구에서 멀어지는 경우 현상을 적색 편이.
별이 시청자에게 빠른 속도로 다가 가면 밝기가 푸르스름하게 보입니다. 멀리 떨어지면 빛이 붉게 변합니다.
교통 레이더에 대한 도플러 효과
도플러 효과의 응용 프로그램 중 하나는 자동차의 속도를 측정하는 데 사용되는 신호등 레이더에 있습니다. 이 레이더는 주파수가 적외선 범위에있는 광선을 방출합니다. 그런 다음 빔이 소스로 복귀하는 데 필요한 시간이 측정됩니다. 빛의 속도는 어떻습니까 일정한, 먼 거리에서도 2 차 광 반사 원 (차량)이 매 순간 이동하는 속도를 측정 할 수 있습니다.
적외선 레이더는 차량의 순간 속도를 측정하는 데 사용됩니다.
보기또한: 우주 확장
도플러 효과 요약
도플러 효과는 접근 또는 출발 기계적 또는 전자기파의 근원과 관찰자 사이.
근사화의 경우 관찰 된 주파수는 소스에서 방출되는 주파수보다 큽니다.
거리의 경우 관찰 된 주파수는 소스에서 방출되는 주파수보다 낮습니다.
도플러 효과-운동
횡단 보도 가장자리에 서있는 한 남자가 20m / s의 속도로 접근하는 구급차를 지켜 봅니다. 구급차가 2500Hz와 같은 주파수로 소리를내는 것을 고려하여 사람이들을 수있는 주파수를 결정하십시오.
채택 :
V소리 = 340m / s
해결
운동에 따르면 구급차가 휴식중인 남자에게 다가오고 있습니다. 따라서 우리는 분모와 분자 모두에서 도플러 효과 공식의 상위 기호 만 사용합니다. 손목 시계:
이 연습에서 관찰자의 속도는 없는, 우리는 v를 사용할 것입니다0 = 0. 따라서 다른 변수를 대체하려면 다음을 수행해야합니다.
따라서 구급차가 접근하는 동안 관찰자는 근처에서 더 높은 음조의 소리를 듣게됩니다. 2656 Hz.
보기또한: 도플러 효과에 대한 더 많은 연습
나. Rafael Helerbrock
