この記事では、物理学におけるドップラー効果とは何かについて説明します。したがって、ドップラー効果の意味、ドップラー効果の例、その公式、およびドップラー効果の実際の応用がわかります。
ドップラー効果とは何ですか?
ドップラー効果は、波の送信機または受信機が相互に移動するときに発生する物理現象です。より正確には、ドップラー効果は、送信機と受信機の間の相対的な動きによる波の見かけの周波数の変化で構成されます。
たとえば、ドップラー効果は、救急車がサイレンを鳴らしながら前進するときに発生します。救急車は音を立てて前進する。したがって、ドップラー効果により、知覚される周波数は、救急車が停止している場合に知覚される音波の周波数とは異なります。
次の画像でわかるように、知覚される波の周波数は、救急車に対する受信機の位置によって異なります。救急車は左から右に移動するため、波はその方向に圧縮されます。したがって、救急車の左側では周波数が低く、波長が高いため、低い音が知覚されます。救急車の右側にいるときは、周波数が高く波長が短いため、甲高い音が聞こえます。
ドップラー効果は、1842 年にこの現象を発見したオーストリアの物理学者クリスチャン アンドレアス ドップラーにちなんで名付けられました。その後、1848 年にフランスの物理学者イッポリト フィゾーが電磁波について同じ現象を独自に発見しました。そのため、ドップラー効果とも呼ばれます。効果。 -フィゾー。
ドップラー効果の例
ドップラー効果とは何かを理解したところで、概念をよりよく理解するためにこの物理現象の日常的な例を見てみましょう。
ドップラー効果の例:
- 救急車が前を走る音。
- サイレンを鳴らしながら誰かを追いかけるパトカー。
- 音楽を流しているスピーカーの前を走行中の自転車が通り過ぎます。
- 飛行機が地上作業員から離れるときに発する音。
- 走行中にクラクションを鳴らしている車。
ドップラー効果の公式
ドップラー効果は、観測された周波数が、実際の波の速度と受信機の速度の和を実際の波の速度と送信機の速度で割ったものを送信周波数に乗じたものに等しいと述べています。
したがって、ドップラー効果の公式は f=f 0 (v+v r )/(v+v s ) となります。
金：
-
は観測された周波数です。
-
送信周波数です。
-
媒質中の波の伝播速度です。
-
受信機の速度です。受信者が送信者に向かって移動すると、
はポジティブです。しかし、受信機が反対方向に動いた場合、
はマイナスです。
-
ソースの速度です。発信元が受信機から離れると、
はポジティブです。しかし、発信者が受信者に近づくと、
はマイナスです。
結論として、発信源と受信機が近づくと観測周波数は増加しますが、発信源と受信機がさらに離れると観測周波数は減少します。
ドップラー効果の応用
ドップラー効果にはいくつかの科学的応用例があり、その一部を以下に示します。
- レーダー: ドップラー効果は、車の走行速度を測定するためにレーダーで使用されます。レーダーは固定されており、車に反射してわずかに異なる周波数でレーダーに戻る波を放射します。このようにして、車の速度と制限速度を超えているかどうかを判断できます。
- 天体物理学: ドップラー効果により、星が私たちから遠ざかっているのか、近づいているのかを知ることができます。光線の周波数は、私たちがそれを知覚する色に関係しているため、星を知覚する色が変化すると、知覚される周波数も変化することになります。したがって、ドップラー効果を適用することで、星が遠ざかっているのか、近づいているのかを知ることができます。
- 超音波検査装置: 超音波が血液中に放射されると、赤血球はその移動速度に応じてわずかに異なる周波数で光線を反射します。したがって、ドップラー効果のおかげで、血流の速度を決定し、身体に何らかの病状があるかどうかを分析することが可能です。