Doppler etkisi bir fenomen dalgalı değişimi ile karakterize uzunlukiçindedalga veya Sıklık bir gözlemciye göre hareket eden bir kaynak tarafından yayılan bir dalganın
Doppler Etkisi Nedir?
Yapıldıdoppler olduğunda meydana gelen fiziksel bir dalga olgusudur. yaklaşıklık veya kaldırmaakraba Bir dalga kaynağı ve bir gözlemci arasındaki Bu fenomen olur çünkü hıziçindeyayılmaiçindebirdalgane olursa olsun, yalnızca bu dalganın yayıldığı araçlara bağlıdır. Böylece dalgaların kaynağı veya gözlemci hareket etse bile dalganın yayılma hızı değişmeyecektir. Ancak, gözlemci tarafından yakalanan dalganın dalga boyunda ve frekansında bir değişiklik olacaktır.
bu hıziçindeyayılma ister mekanik dalga (ses) ister elektromanyetik dalga (ışık) olsun, herhangi bir dalganın dalga boyu ve salınım frekansı ile orantılı bir ilişkisi vardır. İzlemek:
v – dalga yayılma hızı (m/s)
λ – dalga boyu (m)
f – salınım frekansı (Hz veya s-1)
Aşağıdaki durumu hayal edin: sireni açık bir ambulans caddede seyahat ediyor. taşınmak bir gözlemcinin ve yaklaşıyor başka bir gözlemciden. Aşağıdaki resme bakın:
Ses dalgalarının yayılma hızı nasıl Duruma göre değişirsadecenın-ninepeyce (bu durumda, hava), hızakraba ses dalgaları ve her iki gözlemci arasında aynı olacak, her ikisi de gözlemciyle ilgili olarak ileriye ittir gözlemciye göre ne kadar yaklaşmak dalgaların kaynağından. Bu şekilde hızın devam etmesi için sabit her iki gözlemci için de meydana değişiklikler de uzunlukiçindedalga (dalganın salınımı tamamlaması için gerekli alan) ve Sıklık. bu büyüklükler nasıl tersorantılı, denilebilir ki:
Ambulansı gören gözlemci taşınmak ile bir ses duyacak daha büyükuzunlukiçindedalga ve daha küçükSıklık, bu nedenle, daha fazla ciddi;
Ambulansı gören gözlemci yaklaşıyor bir ses duyacak daha büyükSıklık ve daha küçükuzunlukiçindedalga, bu nedenle, daha fazla akut.
Ayrıca bakınız: Ses dalgaları
Yukarıdaki görüntü, hareket eden bir ses dalgaları kaynağını ve yayılan ses dalga cephelerinin maruz kaldığı deformasyonu göstermektedir.
Doppler Etkisini Kim Bulmuştur?
Doppler etkisi Avusturyalı fizikçi tarafından tam olarak tanımlandı. JohannHıristiyandoppler, 1842'de. Bu etkinin deneysel kanıtı, Buys Ballot tarafından üç yıl sonra yapıldı. Bunun için Ballot, bir grubun hareketli bir lokomotifin üzerine birkaç nota yaydığı ilginç bir deney yaptı. Bu arada, bir dizi gözlemci, ses kaydına göre duyulan notaları kaydetti. çok farklıhızlar trene yaklaşma ve kalkış.
Doppler Etkisi Formülü
Doppler etkisindeki frekans değişimini hesaplamak için kullanılan genel formül aşağıda gösterilmiştir:
f' – gözlemlenen frekans (Hz)
f0 – yayılan frekans (Hz)
v – ortadaki dalga hızı (m/s)
v0 – gözlemci hızı (m/s)
vF– yayan dalga kaynağının hızı (m/s)
Yukarıda gösterilen formülü kullanabilmek için arada boşluk olup olmadığını bilmek gerekir. dalga kaynağı bu gözlemci. Bunun için:
kullanıyoruz yukarıdan işaret etmek hem payda (+) hem de payda (-) varsa yaklaşıklık kaynak ve gözlemci arasında;
kullanıyoruz düşük sinyal hem payda (-) hem de varsa payda (+) kaldırma Kaynak ve gözlemci arasında.
Tıpta Doppler etkisi
Doppler etkisi tıpta ekokardiyografi gibi çeşitli görüntüleme testlerinde kullanılır. Bu sınavda, işleyişindeki anormalliklerin araştırılması için kalbin anatomik özellikleri incelenir. Bunun için bir ultrasonik yayan kaynak kullanılır (20 000 Hz'den daha büyük bir frekansa sahip sesler). Bu sesler, hareket halindeki yansıyan dalgaların ikincil kaynağı olarak davranan farklı dokular ve kan akışı tarafından emilir, kırılır ve yansıtılır. Bu şekilde kan pompalamanın haritasını çıkarmak, kan geri akışını gözlemlemek vb.
Doppler ekokardiyografide, kanın ultrason kaynağından uzaklaştıkça veya yakınında hareket ederken yansıyan ses dalgaları yakalanır.
BakAyrıca: Doppler Etkisi ile Teşhis
Hafif Doppler Etkisi
Doppler etkisi, ışık gibi elektromanyetik dalgalarda da görülür. Ses örneğinde olduğu gibi, ışığın hızı gözlemcisine değil, yalnızca içinde yayıldığı ortama bağlıdır. Bu nedenle:
ne zaman orada yaklaşıklık elektromanyetik dalgaların kaynağı ile bir gözlemci arasında, gözlemci gözlemlenen frekanslarda bir artış ve dalga boyunda bir azalma fark edecektir;
ne zaman orada kaldırma Elektromanyetik dalgaların kaynağı ile bir gözlemci arasında, gözlemci, gözlemlenen frekanslarda bir azalma ve dalga boyunda bir artış fark edecektir.
Ayrıca bakınız:Işığın rengi ve frekansı
Ö Yapıldıdopplerverirhafif yaygın olarak gözlemlenen bir olgudur. Astronomi. Yıldızların yaydığı görünür ışık, adı verilen dar bir frekans bandında dağılır. görünür spektrum. Uzak galaksilerdeki yıldızların yaydığı ışığı gördüğümüzde, genellikle gökbilimciler tarafından şu şekilde adlandırılan ışık frekansındaki artışları gözlemleriz. maviye kayma, çünkü görünür ışık mavi rengin frekansına yaklaşma eğilimindedir. Yıldızların Dünya'dan uzaklaştığı durumlarda fenomene denir. kırmızıya kayma.
Bir yıldız izleyiciye yüksek hızda yaklaştığında, parlaklığı mavimsi oluyormuş gibi görünür; uzaklaştığınızda, parıltısı kırmızımsı olur.
Trafik radarında Doppler etkisi
Doppler etkisinin uygulamalarından biri, otomotiv araçlarının hızını ölçmek için kullanılan trafik ışığı radarlarıdır. Bu radarlar, frekansı kızılötesi aralığında olan bir ışık demeti yayar. Daha sonra ışının kaynağa dönmesi için gereken süre ölçülür. ışık hızı nasıl sabit İkincil ışık yansıtan kaynağın (araç) her an, hatta çok uzak mesafelerde hareket ettiği hızı ölçmek mümkündür.
Kızılötesi radarlar, araçların anlık hızlarını ölçmek için kullanılır.
BakAyrıca: Evren genişlemesi
Doppler Etkisi Özeti
Doppler efekti, yaklaşma veya uzaklaşma bir mekanik veya elektromanyetik dalga kaynağı ile bir gözlemci arasında
Yaklaştırma durumunda, gözlemlenen frekans, kaynak tarafından yayılan frekanstan daha büyüktür.
Mesafe durumunda, gözlemlenen frekans, kaynak tarafından yayılan frekanstan daha düşüktür.
Doppler Etkisi - egzersizler
Yaya geçidinin kenarında duran bir adam, 20 m/s hızla yaklaşan bir ambulansı izliyor. Ambulansın 2500 Hz frekansta sesler çıkardığını göz önünde bulundurarak, adamın hangi frekansta işiteceğini belirleyiniz.
Evlat edinmek:
vSES = 340 m/s
çözüm
Tatbikata göre ambulans, dinlenmekte olan adama yaklaşıyor. Bu nedenle, hem payda hem de payda Doppler etkisi formülünün yalnızca üst işaretlerini kullanacağız. İzlemek:
Bu alıştırmada, gözlemcinin hızı boş, v kullanacağız0 = 0. Yani, diğer değişkenleri değiştirerek şunları yapmalıyız:
Bu nedenle, ambulansın yaklaşması sırasında gözlemci, ambulansın yakınında daha yüksek perdeli bir ses duyacaktır. 2656 Hz.
BakAyrıca: Doppler etkisi hakkında daha fazla alıştırma
Benden. Rafael Helerbrock
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-efeito-doppler.htm
