Фундаментальна наука
Що таке ефект Доплера
- Опубліковано: Понеділок, 27 квітня 2015, 19:47
Ефект зміни довжини і частоти звукових хвиль вперше в 1842 описав Крістіан Доплер, внаслідок чого поняттю і було присвоєно ім'я австрійського фізика.
Дані зміни повинні реєструватися приймачем і викликатися рухом безпосереднього джерела хвиль або рухом самого приймача.
Доплером теоретично була обґрунтована безпосередня залежність частоти коливань, які сприймаються конкретним спостерігачем, від напрямку і швидкості руху цього спостерігача за співвідношенням до джерела коливань.
Розглядається два варіанти ефекту Доплера:
- Оптичний - ефект, що спостерігається при поширенні електромагнітних хвиль.
- Акустичний - спостерігається під час поширення звукових хвиль.
Під час поширення електромагнітних хвиль береться до уваги відносний рух приймача і джерела у вакуумі. А при поширенні звуку враховується не тільки середовище, а й рух джерела і приймача звукових хвиль щодо цього середовища.
Якщо ж у певному середовищі проводиться рух заряджених частинок з релятивістської швидкістю, лабораторна система повинна в цьому випадку реєструвати так зване черенковское випромінювання. Це явище також безпосередньо пов'язано з ефектом Доплера.
Ефект Доплера в повсякденному житті людини
Ефект Доплера є підставою для радіолокаційних лазерних методів, за допомогою яких на Землі вимірюються швидкості самих різних об'єктів (літаків, автомобілів та ін.). Крім того, поняття може використовуватися під час визначення температур розжарених газів.
У сучасних наукових розробках і дослідженнях принципи ефекту Доплера також займають далеко не останнє місце. Його можуть активно використовувати:
- В області вивчення різних явищ Всесвіту;
- У сфері сучасної навігації;
- У різних напрямках медицини - принцип використовують у багатьох сучасних приладах, за допомогою яких здійснюють ультразвукову діагностику серця і судин.
Поспостерігати же ефект Доплера в повсякденному житті досить просто, знаючи його основний принцип. Враховуючи те, що на слух ми сприймаємо частоту звукових коливань у вигляді висоти звуку, то можна змоделювати або відстежити конкретну ситуацію. Наприклад, коли проїжджав повз вас потяг чи автомобіль буде видавати гучний звук, то під час наближення цей звук буде вище. Коли транспорт порівняється з вами, звук значно знизиться, а при видаленні об'єкта - буде звучати набагато нижче.
Стаціонарне джерело звуку виробляє звукові хвилі з постійною частотою F
Те ж джерело звуку випромінює звукові хвилі з постійною частотою в тому ж середовищі
Джерело звуку долає звуковий бар'єр
Джерело звуку тепер подолав швидкість звуку, і рухається зі швидкістю в 1,4 Маха
Існують спеціальні доплеровские радари, які здатні вимірювати зміна частот сигналів, відбитих від об'єкта. За допомогою таких приладів можна максимально точно визначати швидкість самих різних об'єктів - кораблів, літальних апаратів, автомобілів. Таким же чином обчислюється швидкість річкових, морських течій, гідрометеорів та інших природних явищ.
