Garso bangų Doplerio efekto formulės. laivai negali būti apvalūs

Enciklopedinis „YouTube“.

1 / 5

✪ Doplerio efektas. Įvadas

✪ 378 pamoka. Doplerio efektas akustikoje

✪ 5 laida – Doplerio efektas, raudonasis poslinkis, Didysis sprogimas.

Subtitrai

Šiame vaizdo įraše kalbėsime apie du bangų šaltinius. Šis visą laiką nejudėjo. Taigi atstumas tarp keterų nebebus 10 metrų, kaip čia, nes šaltinis atstumą šia kryptimi sumažino 5 metrais. Taigi, jei šaltinis tolsta nuo stebėtojo, dažnis arba suvokiamas dažnis yra mažesnis už tikrąjį šaltinio skleidžiamos bangos dažnį.

Atradimų istorija

Remdamasis savo bangų ant vandens stebėjimais, Dopleris pasiūlė, kad panašūs reiškiniai vyksta ore su kitomis bangomis. Remdamasis bangų teorija, 1842 m. jis padarė išvadą, kad priartėjus prie šviesos šaltinio prie stebėtojo, stebimas dažnis padidėja, o atstumas sumažėja (straipsnis „Apie spalvotą dvigubų žvaigždžių šviesą ir kai kurias kitas žvaigždes danguje“ (anglų kalba) rusų“). Dopleris teoriškai pagrindė stebėtojo suvokiamų garso ir šviesos virpesių dažnio priklausomybę nuo bangos šaltinio ir stebėtojo judėjimo greičio ir krypties vienas kito atžvilgiu. Vėliau šis reiškinys buvo pavadintas jo vardu.

Dopleris panaudojo šį principą astronomijoje ir nubrėžė paralelę tarp akustinių ir optinių reiškinių. Jis tikėjo, kad visos žvaigždės skleidžia baltą šviesą, tačiau spalva keičiasi dėl jų judėjimo link Žemės ar nuo jos (šis efektas yra labai mažas Doplerio vertintoms dviguboms žvaigždėms). Nors su to meto įranga nebuvo galima pastebėti spalvos pokyčių, teorija apie garsą buvo patikrinta dar 1845 m. Tik spektrinės analizės atradimas leido eksperimentiškai patikrinti optikoje esantį efektą.

Doplerio publikacijos kritika

Pagrindinis kritikos pagrindas buvo tai, kad straipsnis neturėjo eksperimentinių įrodymų ir buvo grynai teorinis. Nors bendras jo teorijos paaiškinimas ir garsą patvirtinančios iliustracijos buvo teisingos, paaiškinimai ir devyni pagrindžiantys argumentai apie besikeičiančias žvaigždžių spalvas nebuvo teisingi. Klaida įvyko dėl klaidingos nuomonės, kad visos žvaigždės skleidžia baltą šviesą, o Dopleris, matyt, nežinojo apie infraraudonosios (W. Herschel, 1800) ir ultravioletinės spinduliuotės (I. Ritter, 1801) atradimus.

Nors Doplerio efektas buvo eksperimentiškai patvirtintas garsui iki 1850 m., jo teorinis pagrindas sukėlė intensyvias diskusijas, kurias išprovokavo Josephas Petzvalis. Pagrindiniai Petzvalio prieštaravimai buvo pagrįsti perdėtu aukštosios matematikos vaidmeniu. Į Doplerio teoriją jis atsakė savo straipsniu „Apie pagrindinius bangų judėjimo principus: bangos ilgio išsaugojimo dėsnį“, pristatytą Mokslų akademijos posėdyje 1852 m. sausio 15 d. Jame jis teigė, kad teorija negali būti vertinga, jei ji paskelbta tik 8 puslapiuose ir naudoja tik paprastas lygtis. Savo prieštaravimuose Petzvalis sumaišė du visiškai skirtingus stebėtojo ir šaltinio judėjimo bei terpės judėjimo atvejus. Pastaruoju atveju pagal Doplerio teoriją dažnis nekinta.

Eksperimentinis patikrinimas

1845 m. olandų meteorologas iš Utrechto Christopheris Henrikas Diederikas „Buys-Ballot“ patvirtino Doplerio efektą garsui geležinkelyje tarp Utrechto ir Amsterdamo. Garvežys, pasiekęs tuomet neįtikėtiną 40 mylių per valandą (64 km/h) greitį, traukė atvirą vagoną su grupe trimitininkų. Ballotas klausėsi tono pokyčių, kai vežimas artėjo ir tolsta. Tais pačiais metais Dopleris atliko eksperimentą, naudodamas dvi trimitininkų grupes, kurių viena tolsta nuo stoties, o kita liko stovėti. Jis patvirtino, kad kai orkestrai groja viena nata, jie yra disonanse. 1846 m. ​​jis paskelbė pataisytą savo teorijos versiją, kurioje atsižvelgė ir į šaltinio, ir į stebėtojo judėjimą. Vėliau 1848 m. prancūzų fizikas Armandas Fizeau apibendrino Doplerio darbą, išplėtė jo teoriją į šviesą (jis apskaičiavo linijų poslinkį dangaus kūnų spektruose). 1860 m. Ernstas Machas numatė, kad su pačia žvaigžde susijusių žvaigždžių spektro sugerties linijos turėtų parodyti Doplerio efektą ir kad šiuose spektruose yra antžeminės kilmės absorbcijos linijų, kurios neturi Doplerio efekto. Pirmąjį atitinkamą pastebėjimą 1868 m. padarė Williamas Hugginsas.

Tiesioginį Doplerio formulių šviesos bangoms patvirtinimą gavo G. Vogelis 1871 m., palyginęs Fraunhoferio linijų pozicijas spektruose, gautuose iš priešingų Saulės pusiaujo kraštų. Santykinis briaunų greitis, apskaičiuotas pagal G. Vogelio išmatuotų spektrinių intervalų reikšmes, pasirodė artimas greičiui, apskaičiuotam pagal saulės dėmių poslinkį.

Reiškinio esmė

Taip pat svarbus atvejis, kai įkrauta dalelė juda terpėje reliatyvistiniu greičiu. Šiuo atveju laboratorinėje sistemoje registruojama Čerenkovo ​​spinduliuotė, kuri yra tiesiogiai susijusi su Doplerio efektu.

Matematinis reiškinio aprašymas

Jei bangos šaltinis juda terpės atžvilgiu, tai atstumas tarp bangų keterų (bangos ilgis λ) priklauso nuo judėjimo greičio ir krypties. Jei šaltinis juda imtuvo link, tai yra, pasiveja jo skleidžiamą bangą, tada bangos ilgis mažėja, jei jis tolsta, bangos ilgis didėja:

kur yra kampinis dažnis, kuriuo šaltinis skleidžia bangas, c (\displaystyle c)- bangų sklidimo terpėje greitis, v (\displaystyle v)- bangos šaltinio greitis terpės atžvilgiu (teigiamas, jei šaltinis artėja prie imtuvo ir neigiamas, jei tolsta).

Fiksuoto imtuvo įrašytas dažnis

Panašiai, jei imtuvas juda link bangų, jis dažniau registruoja jų keteras ir atvirkščiai. Stacionariam šaltiniui ir judančiam imtuvui

Kur u (\displaystyle u)- imtuvo greitis terpės atžvilgiu (teigiamas, jei jis juda šaltinio link).

Vietoj to pakeičiama ω 0 (\displaystyle \omega _(0)) formulėje (2) dažnio reikšmė ω (\displaystyle \omega ) iš (1) formulės gauname bendrojo atvejo formulę:

(\displaystyle \omega =\omega _(0)(\frac (\left(1+(\frac (u)(c))\right))(\left(1-(\frac (v)(c) )\teisingai))).)

ω = ω 0 ⋅ 1 − v 2 c 2 1 + v c ⋅ cos ⁡ θ (\displaystyle \omega =\omega _(0)\cdot (\frac (\sqrt (1-(\frac (v^(2)) )(c^(2))))(1+(\frac (v)(c))\cdot \cos \theta ))) c (\displaystyle c) Kur v (\displaystyle v)- šviesos greitis, - šaltinio greitis imtuvo (stebėtojo) atžvilgiu,θ (\displaystyle \theta ) - kampas tarp krypties į šaltinį ir greičio vektoriaus imtuvo atskaitos sistemoje. Jei šaltinis radialiai tolsta nuo stebėtojo, tadaθ = 0 (\displaystyle\theta =0) , jei jis artėja, tada.

θ = π (\displaystyle \theta =\pi )

• Reliatyvistinis Doplerio efektas atsiranda dėl dviejų priežasčių:

klasikinis dažnio kitimo analogas santykiniam šaltinio ir imtuvo judėjimui; Paskutinis veiksnys lemia skersinis Doplerio efektas , kai kampas tarp bangos vektoriaus ir šaltinio greičio yra lygus. Šiuo atveju dažnio pokytis yra grynai reliatyvistinis efektas, neturintis klasikinio analogo.

Tegul dujose ar skystyje tam tikru atstumu nuo bangos šaltinio yra prietaisas, suvokiantis terpės virpesius, kurį pavadinsime imtuvu. Jei bangų šaltinis ir imtuvas yra nejudantys terpės, kurioje banga sklinda, atžvilgiu, tai imtuvo suvokiamas virpesių dažnis bus lygus šaltinio virpesių dažniui. Jei šaltinis ar imtuvas, arba abu jie juda terpės atžvilgiu, tai imtuvo suvokiamas dažnis v gali skirtis nuo Šis reiškinys vadinamas Doplerio efektu.

Tarkime, kad šaltinis ir imtuvas juda juos jungiančia tiesia linija. Šaltinio greitis bus laikomas teigiamu, jei šaltinis juda imtuvo link, ir neigiamas, jei šaltinis juda tolyn nuo imtuvo. Panašiai imtuvo greitis bus laikomas teigiamu, jei imtuvas juda šaltinio link, ir neigiamas, jei imtuvas juda tolyn nuo šaltinio.

Jei šaltinis yra nejudantis ir svyruoja tam tikru dažniu, tada tuo metu, kai šaltinis baigs svyruoti, pirmojo virpesio sugeneruotos bangos „viršūnė“ turės laiko nukeliauti kelią v terpėje (v yra bangos sklidimas terpės atžvilgiu). Vadinasi, šaltinio generuojamos bangos per sekundę iš „viršūnių“ ir „lovių“ tilps į ilgį v. Jei šaltinis juda terpės atžvilgiu greičiu, tai tuo momentu, kai šaltinis baigs svyruoti, pirmojo virpesio sukurtas „kraigas“ atsidurs atstumu nuo šaltinio (103.1 pav.). Vadinasi, bangos keteros ir „loviai“ tilps išilgai ilgio, todėl bangos ilgis bus lygus

Po sekundės pro stacionarų imtuvą praeis „gūbriai“ ir „slėniai“, išsidėstę išilgai v. Jei imtuvas juda dideliu greičiu, tada 1 s trunkančio laiko intervalo pabaigoje jis pajus „depresiją“, kuri šio intervalo pradžioje buvo skaitiniu atstumu lygiu .

Taigi imtuvas per sekundę suvoks svyravimus, atitinkančius „gūbrius“ ir „slėnius“, kurie telpa per ilgį, lygų (103.2 pav.), ir svyruos dažniu.

Pakeitę K išraišką (103.1) į šią formulę, gauname

(103.2)

Iš (103.2) formulės išplaukia, kad šaltiniui ir imtuvui judant taip, kad atstumas tarp jų mažėja, imtuvo suvokiamas dažnis v yra didesnis už šaltinio dažnį.

Jei atstumas tarp šaltinio ir imtuvo didėja, v bus mažesnis nei

Jei greičių kryptys nesutampa su tiesia linija, einančia per šaltinį ir imtuvą, vietoj formulės (103.2) reikia paimti vektorių projekcijas į nurodytos tiesės kryptį.

Iš (103.2) formulės išplaukia, kad Doplerio efektą garso bangoms lemia šaltinio ir imtuvo judėjimo greičiai terpės, kurioje garsas sklinda, atžvilgiu. Doplerio efektas taip pat stebimas šviesos bangoms, tačiau dažnio keitimo formulė yra kitokia nei (103.2). Taip yra dėl to, kad šviesos bangoms nėra materialios terpės, kurios vibracijos sudarytų „šviesą“. Todėl šviesos šaltinio ir imtuvo greitis, palyginti su „terpe“, nėra prasmingas. Šviesos atveju galime kalbėti tik apie santykinį imtuvo ir šaltinio greitį. Doplerio efektas šviesos bangoms priklauso nuo šio greičio dydžio ir krypties. Doplerio efektas šviesos bangoms aptariamas § 151.

Doplerio efektas apibūdinamas formule:

kur imtuvo užfiksuotos bangos dažnis; - šaltinio skleidžiamos bangos dažnis; - aplinkoje; ir yra atitinkamai imtuvo ir šaltinio greičiai elastinės terpės atžvilgiu.

Jei garso šaltinis artėja prie imtuvo, jo greitis turi pliuso ženklą. Jei šaltinis tolsta nuo imtuvo, jo greitis turi minuso ženklą.

Iš formulės aišku, kad šaltiniui ir imtuvui judant taip, kad atstumas tarp jų mažėja, imtuvo suvokiamas dažnis pasirodo didesnis už šaltinio dažnį. Jei atstumas tarp šaltinio ir imtuvo padidės, jis bus mažesnis nei .

Doplerio efektas yra radarų, kurių pagalba kelių policijos pareigūnai nustato automobilio greitį, pagrindas. Medicinoje Doplerio efektas naudojamas norint atskirti venas nuo arterijų, naudojant ultragarsinį prietaisą injekcijų metu. Doplerio efekto dėka astronomai nustatė, kad Visata plečiasi – galaktikos tolsta viena nuo kitos. Naudojant Doplerio efektą, nustatomi planetų ir erdvėlaivių judėjimo parametrai.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

2 PAVYZDYS

3 PAVYZDYS

Bangų šaltinis juda į kairę. Tada kairėje bangų dažnis tampa didesnis (daugiau), o dešinėje - mažesnis (mažiau), kitaip tariant, jei bangų šaltinis pasiveja jo skleidžiamas bangas, tada bangos ilgis mažėja. Jei jis pašalinamas, bangos ilgis padidėja.

Doplerio efektas- imtuvo registruojamų bangų dažnio ir ilgio pokytis, kurį sukelia jų šaltinio judėjimas ir (arba) imtuvo judėjimas.

Reiškinio esmė

Doplerio efektą nesunku pastebėti praktiškai, kai pro stebėtoją važiuoja automobilis su įjungta sirena. Tarkime, sirena skleidžia tam tikrą toną, ir jis nesikeičia. Kai automobilis nejuda stebėtojo atžvilgiu, jis tiksliai girdi sirenos signalą. Bet jei automobilis pajudės arčiau stebėtojo, garso bangų dažnis padidės (ir ilgis sumažės), o stebėtojas išgirs didesnį aukštį, nei iš tikrųjų skleidžia sirena. Tuo metu, kai automobilis pravažiuoja pro stebėtoją, jis išgirs tą patį toną, kurį iš tikrųjų skleidžia sirena. O kai automobilis važiuoja toliau ir tolsta, o ne arčiau, stebėtojas girdės žemesnį toną dėl mažesnio dažnio (ir atitinkamai ilgesnio) garso bangų.

Taip pat svarbus atvejis, kai įkrauta dalelė juda terpėje reliatyvistiniu greičiu. Šiuo atveju laboratorinėje sistemoje registruojama Čerenkovo ​​spinduliuotė, kuri yra tiesiogiai susijusi su Doplerio efektu.

Matematinis aprašymas

Jei bangos šaltinis juda terpės atžvilgiu, tai atstumas tarp bangų keterų (bangos ilgis) priklauso nuo judėjimo greičio ir krypties. Jei šaltinis juda imtuvo link, tai yra, pasiveja jo skleidžiamą bangą, tada bangos ilgis mažėja, jei jis tolsta, bangos ilgis didėja:

kur yra dažnis, kuriuo šaltinis skleidžia bangas, yra bangų sklidimo terpėje greitis, yra bangos šaltinio greitis terpės atžvilgiu (teigiamas, jei šaltinis artėja prie imtuvo ir neigiamas, jei jis tolsta).

Fiksuoto imtuvo įrašytas dažnis

kur imtuvo greitis terpės atžvilgiu (teigiamas, jei jis juda šaltinio link).

Pakeitę dažnio reikšmę iš (1) formulės (2) formulėje, gauname bendrojo atvejo formulę:

kur yra šviesos greitis, yra šaltinio greitis imtuvo (stebėtojo) atžvilgiu, yra kampas tarp krypties į šaltinį ir greičio vektoriaus imtuvo atskaitos sistemoje. Jei šaltinis tolsta radialiai nuo stebėtojo, tada , jei jis artėja - .

θ = π (\displaystyle \theta =\pi )

• Reliatyvistinis Doplerio efektas atsiranda dėl dviejų priežasčių:

Paskutinis veiksnys lemia skersinį Doplerio efektą, kai kampas tarp bangos vektoriaus ir šaltinio greičio yra lygus . Šiuo atveju dažnio pokytis yra grynai reliatyvistinis efektas, neturintis klasikinio analogo.

Kaip stebėti Doplerio efektą

Kadangi reiškinys būdingas bet kokioms bangoms ir dalelių srautams, jį labai lengva stebėti garsui. Garso virpesių dažnis ausis suvokiamas kaip aukštis. Reikia sulaukti situacijos, kai pro jus pravažiuoja greitai važiuojantis automobilis ar traukinys, suskambėjęs, pavyzdžiui, sirena ar tiesiog pyptelėjimas. Išgirsite, kad automobiliui priartėjus prie jūsų, garso aukštis bus didesnis, o tada, kai automobilis jus pasieks, jis smarkiai nukris, o tada, toldamas, automobilis dumbės žemesne nata.

Taikymas

• Doplerio radaras – tai radaras, matuojantis nuo objekto atsispindinčio signalo dažnio kitimą. Remiantis dažnio pokyčiu, apskaičiuojama radialinė objekto greičio dedamoji (greičio projekcija į tiesę, einanti per objektą ir radarą). Doplerio radarai gali būti naudojami įvairiose srityse: nustatyti orlaivių, laivų, automobilių, hidrometeorų (pavyzdžiui, debesų), jūros ir upių srovių bei kitų objektų greitį.

• Astronomija
  • Žvaigždžių, galaktikų ir kitų dangaus kūnų radialinį judėjimo greitį lemia spektrinių linijų poslinkis. Naudojant Doplerio efektą, iš dangaus kūnų spektro nustatomas jų radialinis greitis. Šviesos virpesių bangų ilgių pasikeitimas lemia tai, kad visos šaltinio spektro spektrinės linijos pasislenka link ilgųjų bangų, jei jos radialinis greitis nukreiptas nuo stebėtojo (raudonasis poslinkis), o į trumpąsias, jei jo radialinis greitis nukreiptas į stebėtoją (violetinis poslinkis) . Jei šaltinio greitis yra mažas, palyginti su šviesos greičiu (300 000 km/s), tai radialinis greitis yra lygus šviesos greičiui, padaugintam iš bet kurios spektrinės linijos bangos ilgio pokyčio ir padalytam iš bangos ilgio. ta pati linija stacionariame šaltinyje.
  • Žvaigždžių temperatūra nustatoma didinant spektrinių linijų plotį
• Neinvazinis srauto greičio matavimas. Doplerio efektas naudojamas skysčių ir dujų srautui matuoti. Šio metodo pranašumas yra tas, kad nereikia dėti jutiklių tiesiai į srautą. Greitis nustatomas pagal ultragarso sklaidą ant terpės nehomogeniškumo (suspensijos dalelės, skysčio lašai, kurie nesimaišo su pagrindiniu srautu, dujų burbuliukai).
• Apsaugos signalizacijos. Norėdami aptikti judančius objektus
• Koordinačių nustatymas. Palydovinėje sistemoje Cospas-Sarsat avarinio siųstuvo koordinates žemėje nustato palydovas pagal iš jo gautą radijo signalą, naudodamas Doplerio efektą.

Menai ir kultūra

• Amerikiečių komedijos televizijos serialo „Didžiojo sprogimo teorija“ 1-ojo sezono 6-oje serijoje daktaras Sheldonas Cooperis vyksta į Heloviną, kurio metu vilki Doplerio efektą simbolizuojantį kostiumą. Tačiau visi esantys (išskyrus jo draugus) mano, kad jis yra zebras.

Pastabos

Taip pat žr

Nuorodos

• Doplerio efekto naudojimas vandenyno srovėms matuoti

Wikimedia fondas.

• 2010 m.
• Vaškas

Kompiuterinių virusų polimorfizmas

Pažiūrėkite, kas yra „Doplerio efektas“ kituose žodynuose: Doplerio efektas - Doplerio efektas Dažnio pokytis, atsirandantis siųstuvui judant imtuvo atžvilgiu arba atvirkščiai. [L.M. Nevdiajevas. Telekomunikacijų technologijos. Anglų-rusų aiškinamojo žodyno žinynas. Redagavo Yu.M. Gornostajeva. Maskva…

Pažiūrėkite, kas yra „Doplerio efektas“ kituose žodynuose: Techninis vertėjo vadovas

Pažiūrėkite, kas yra „Doplerio efektas“ kituose žodynuose:- Doplerio reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Doplerio efektas vok. Doplerio efektas, m rus. Doplerio efektas, m; Doplerio fenomenas, n pranc. effet Doppler, m … Fizikos terminų žodynas

Pažiūrėkite, kas yra „Doplerio efektas“ kituose žodynuose:- Doplerio io efekto statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. Doplerio efektas vok. Doplerio efektas, m rus. Doplerio efektas, m; Doplerio efektas, m pranc. effet Doppler, m ryšiai: sinonimas – Doplerio efektas … Automatikos terminų žodynas - Doplerio efekto statusas T sritis Energetikos apibrėžtis Spinduliuotės stebimo bangos ilgio pasikeitimas, šaltiniui judant stebėtojo atžvilgiu. atitikmenys: angl. Doplerio efektas vok. Doplerio efektas, m rus. Doplerio efektas, m; Doplerio efektas, m...

Pažiūrėkite, kas yra „Doplerio efektas“ kituose žodynuose: Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas - Doplerio efekto statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matuojamosios spinduliuotės dažnio pokytis, atsirandantis dėl reliatyviojo judesio tarp pirminio ar antrinio šaltinio ir stebėtojo. atitikmenys: angl. Doplerio efektas...

Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Garsą žmogus gali suvokti skirtingai, jei garso šaltinis ir klausytojas juda vienas kito atžvilgiu. Jis gali atrodyti aukštesnis arba žemesnis, nei yra iš tikrųjų. Jei garso bangų šaltinis ir imtuvas juda, tai imtuvo suvokiamas garso dažnis skiriasi nuo garso šaltinio dažnio. Jiems artėjant dažnis didėja, o tolstant – mažėja. Šis reiškinys vadinamas Doplerio efektas

, pavadintas jį atradusio mokslininko vardu.

Daugelis iš mūsų pastebėjo, kaip keičiasi dideliu greičiu važiuojančio traukinio švilpuko tonas. Tai priklauso nuo garso bangos, kurią paima mūsų ausis, dažnio. Kai artėja traukinys, šis dažnis didėja ir signalas tampa didesnis. Tolstant nuo stebėtojo dažnis mažėja ir girdime žemesnį garsą.

Tas pats efektas pastebimas, kai garso imtuvas juda, o šaltinis nejuda, arba kai abu juda.

Kodėl kinta garso bangos dažnis, paaiškino austrų fizikas Christianas Dopleris. 1842 metais jis pirmą kartą aprašė dažnio keitimo efektą, vadinamą Jei garso bangų šaltinis ir imtuvas juda, tai imtuvo suvokiamas garso dažnis skiriasi nuo garso šaltinio dažnio. Jiems artėjant dažnis didėja, o tolstant – mažėja. Šis reiškinys vadinamas .

Kai garso imtuvas priartėja prie stacionaraus garso bangų šaltinio, per laiko vienetą jis savo kelyje susiduria su daugiau bangų nei stovėdamas. Tai yra, jis suvokia aukštesnį dažnį ir girdi aukštesnį toną. Kai jis tolsta, per laiko vienetą susikertančių bangų skaičius mažėja. Ir garsas atrodo žemesnis.

Kai garso šaltinis juda imtuvo link, jis tarsi pasiveja jo sukuriamą bangą. Jo ilgis mažėja, todėl jo dažnis didėja. Jei jis pašalinamas, bangos ilgis tampa ilgesnis, o dažnis mažesnis.

Kaip apskaičiuoti gaunamos bangos dažnį

Garso banga gali sklisti tik terpėje. Jo ilgis λ priklauso nuo jo judėjimo greičio ir krypties.

Kur ω 0 - apskrito dažnio, kuriuo šaltinis skleidžia bangas;

Su - bangų sklidimo terpėje greitis;

v - greitis, kuriuo bangos šaltinis juda terpės atžvilgiu. Jo reikšmė yra teigiama, jei šaltinis juda imtuvo link, ir neigiama, jei tolsta.

Fiksuotas imtuvas suvokia dažnį

Jei garso šaltinis nejuda, o imtuvas juda, dažnis, kurį jis suvoks, yra lygus

Kur u - imtuvo greitis terpės atžvilgiu. Ji turi teigiamą reikšmę, jei imtuvas juda link šaltinio, ir neigiamą, jei tolsta.

Apskritai imtuvo suvokiamo dažnio formulė yra tokia:

Doplerio efektas stebimas bet kokio dažnio bangoms, taip pat elektromagnetinei spinduliuotei.

Kur taikomas Doplerio efektas?

Doplerio efektas naudojamas visur, kur reikia išmatuoti objektų, galinčių skleisti arba atspindėti bangas, greitį. Pagrindinė šio efekto atsiradimo sąlyga yra bangos šaltinio ir imtuvo judėjimas vienas kito atžvilgiu.

Doplerio radaras yra prietaisas, skleidžiantis radijo bangas ir matuojantis bangos, atsispindinčios nuo judančio objekto, dažnį. Keisdamas signalo dažnį, jis nustato objekto greitį. Tokiais radarais kelių policijos pareigūnai nustato leistiną greitį viršijančius pažeidėjus. Doplerio efektas naudojamas jūrų ir oro navigacijoje, judesio detektoriuose apsaugos sistemose, vėjo ir debesų greičiui matuoti meteorologijoje ir kt.

Dažnai girdime apie tokį kardiologijos tyrimą kaip Doplerio echokardiografija. Doplerio efektas šiuo atveju naudojamas širdies vožtuvų judėjimo greičiui ir kraujotakos greičiui nustatyti.

Ir net žvaigždžių, galaktikų ir kitų dangaus kūnų judėjimo greitį išmokta nustatyti spektrinių linijų poslinkiu naudojant Doplerio efektą.