Эффект допплера

В этой статье объясняется, что такое эффект Доплера в физике. Итак, вы узнаете значение эффекта Доплера, примеры эффекта Доплера, его формулу и реальное применение эффекта Доплера.

Что такое эффект Доплера?

Эффект Доплера — это физическое явление, возникающее, когда передатчик или приемник волны перемещаются относительно друг друга. Точнее, эффект Доплера состоит в изменении кажущейся частоты волны из-за относительного движения между передатчиком и приемником.

Например, эффект Доплера возникает, когда машина скорой помощи едет вперед с включенной сиреной. Машина скорой помощи движется вперед, издавая звук; следовательно, из-за эффекта Доплера воспринимаемая частота отличается от частоты звуковых волн, которые мы ощутили бы, если бы машина скорой помощи была неподвижной.

Как вы можете видеть на следующем изображении, воспринимаемая частота волны зависит от положения приемника относительно машины скорой помощи. Машина скорой помощи движется слева направо, поэтому волна сжимается в этом направлении. Итак, слева от машины скорой помощи частота низкая, а длина волны высокая, поэтому воспринимается тихий звук. Находясь справа от машины скорой помощи, частота высокая, а длина волны маленькая, поэтому слышен высокий звук.

Эффект Доплера назван в честь австрийского физика Кристиана Андреаса Доплера, открывшего это явление в 1842 году. Позже, в 1848 году, французский физик Ипполит Физо независимо открыл то же явление для электромагнитных волн, поэтому его еще называют эффектом Доплера. эффект. -Физо.

Примеры эффекта Доплера

Теперь, когда мы знаем, что такое эффект Доплера, давайте посмотрим на повседневные примеры этого физического явления, чтобы лучше понять эту концепцию.

Примеры эффекта Доплера:

1. Звук приближающейся машины скорой помощи.
2. Полицейская машина включила сирену, преследуя кого-то.
3. Велосипедист в движении проезжает перед динамиком, играющим музыку.
4. Звук, который издает самолет, удаляясь от наземного работника.
5. Автомобиль, который сигналит во время движения.

Формула эффекта Доплера

Эффект Доплера гласит, что наблюдаемая частота равна передаваемой частоте, умноженной на сумму фактической скорости волны плюс скорость приемника, деленную на фактическую скорость волны плюс скорость передатчика.

Следовательно, формула эффекта Доплера имеет вид f=f ₀ (v+v _r )/(v+v _s ) :

Золото:

• 

  — наблюдаемая частота.

• 

  это передаваемая частота.

• 

  – скорость распространения волн в среде.

• 

  это скорость приемника. Если получатель движется навстречу отправителю,

  

  является положительным. Но если приемник движется в противоположном направлении,

  

  является отрицательным.

• 

  это скорость источника. Если источник удаляется от приемника,

  

  является положительным. Но если источник приблизится к приемнику,

  

  является отрицательным.

В заключение отметим, что наблюдаемая частота увеличивается, когда источник и приемник приближаются друг к другу, однако, если источник и приемник отдаляются друг от друга, наблюдаемая частота уменьшается.

Применение эффекта Доплера

Эффект Доплера имеет несколько научных применений, некоторые из них вы можете увидеть ниже:

• Радар : эффект Доплера используется в радаре для измерения скорости движения автомобиля. Радар неподвижен и излучает волну, которая отражается от автомобиля и возвращается в радар на немного другой частоте. Таким образом вы сможете определить скорость автомобиля и превышает ли он разрешенную скорость.
• Астрофизика : Эффект Доплера позволяет нам узнать, удаляется ли звезда от нас или приближается к нам. Частота светового луча связана с цветом, которым мы его воспринимаем, поэтому, если цвет, которым мы воспринимаем звезду, меняется, это означает, что меняется и воспринимаемая частота. Итак, применив эффект Доплера, мы можем узнать, удаляется звезда или приближается.
• Эхорентгенограммы : если ультразвук излучается в кровь, эритроциты отражают лучи с несколько разной частотой в зависимости от скорости, с которой они движутся. Таким образом, благодаря эффекту Доплера можно определить скорость кровотока и проанализировать, есть ли в организме какие-либо патологии.