▷ Doppler etkisi: nedir, örnekler, formül ve uygulamalar

Bu makale fizikte Doppler etkisinin ne olduğunu açıklamaktadır. Böylece Doppler etkisinin anlamını, Doppler etkisi örneklerini, formülünü ve Doppler etkisinin gerçek uygulamalarını bulacaksınız.

Doppler etkisi nedir?

Doppler etkisi, bir dalganın vericisi veya alıcısı birbirine göre hareket ettiğinde ortaya çıkan fiziksel bir olgudur. Daha doğrusu Doppler etkisi, verici ile alıcı arasındaki göreceli hareket nedeniyle dalganın görünür frekansındaki değişiklikten oluşur.

Örneğin Doppler etkisi, bir ambulans sireni çalarak ileri doğru hareket ettiğinde ortaya çıkar. Ambulans ses çıkararak ileri doğru hareket ediyor; dolayısıyla Doppler etkisi nedeniyle algılanan frekans, ambulansın hareketsiz olması durumunda algılayacağımız ses dalgalarının frekansından farklıdır.

Aşağıdaki görselde görebileceğiniz gibi dalganın algılanan frekansı, alıcının ambulansa göre konumuna bağlıdır. Ambulans soldan sağa doğru hareket ettiğinden dalga o yönde sıkıştırılır. Yani ambulansın solunda frekans düşük, dalga boyu yüksek olduğundan düşük bir ses algılanıyor. Ambulansın sağında ise frekans yüksek, dalga boyu küçük olduğundan tiz bir ses duyulur.

Doppler etkisi, adını bu fenomeni 1842’de keşfeden Avusturyalı fizikçi Christian Andreas Doppler’den almıştır. Daha sonra, 1848’de Fransız fizikçi Hippolyte Fizeau bağımsız olarak aynı fenomeni elektromanyetik dalgalar için de keşfetti, bu yüzden buna Doppler etkisi de denir. etki. -Fizeau.

Doppler etkisi örnekleri

Artık Doppler etkisinin ne olduğunu bildiğimize göre, kavramı daha iyi anlamak için bu fiziksel olgunun günlük örneklerine bakalım.

Doppler etkisine örnekler:

İlerleyen ambulansın sesi.
Birisini kovalarken sirenini çalan bir polis arabası.
Hareket halindeki bir bisikletçi müzik çalan bir hoparlörün önünden geçiyor.
Bir uçağın yer çalışanından uzaklaşırken çıkardığı ses.
Araba sürerken korna çalan araba.

Doppler etkisi formülü

Doppler etkisi, gözlemlenen frekansın iletilen frekansın gerçek dalga hızı artı alıcı hızının toplamı ile gerçek dalga hızı artı verici hızının toplamı ile çarpımına eşit olduğunu belirtir.

Bu nedenle Doppler etkisinin formülü şu şekildedir: f=f ₀ (v+v _r )/(v+v _s ) :

$\displaystyle f=\left(\frac{v+v_r}{v+v_s}\right)\cdot f_0$

Altın:

$f$

gözlemlenen frekanstır.
$f_0$

iletilen frekanstır.
$v$

dalgaların ortamdaki yayılma hızıdır.
$v_r$

alıcının hızıdır. Alıcı gönderene doğru hareket ederse,

$v_r$

olumlu. Ancak alıcı ters yönde hareket ederse,

$v_r$

olumsuzdur.
$v_s$

kaynağın hızıdır. Kaynak alıcıdan uzaklaşırsa

$v_s$

olumlu. Ancak kaynak alıcıya yaklaşırsa

$v_s$

olumsuzdur.

Sonuç olarak, kaynak ve alıcı birbirine yaklaştıkça gözlenen frekans artar, ancak kaynak ve alıcı birbirinden uzaklaştıkça gözlenen frekans azalır.

Doppler efektinin uygulamaları

Doppler etkisinin çeşitli bilimsel uygulamaları vardır, bunlardan bazılarını aşağıda görebilirsiniz:

Radar : Doppler etkisi, radarda bir arabanın hareket ettiği hızı ölçmek için kullanılır. Radar sabittir ve araçtan yansıyan ve biraz farklı bir frekansta radara geri dönen bir dalga yayar. Bu şekilde bir arabanın hızını ve hız sınırını aşıp aşmadığını tespit edebilirsiniz.
Astrofizik : Doppler etkisi, bir yıldızın bizden uzaklaşıp uzaklaşmadığını veya bize yaklaştığını bilmemizi sağlar. Bir ışık ışınının frekansı bizim onu algıladığımız renkle ilişkilidir, dolayısıyla bir yıldızı algıladığımız renk değişirse bu, algılanan frekansın da değiştiği anlamına gelir. Yani Doppler efektini uygulayarak yıldızın uzaklaşıp yaklaşmadığını anlayabiliriz.
Ekoradyograflar : Ultrason kanın içine yayılırsa, kırmızı kan hücreleri, ışınları hareket hızlarına bağlı olarak biraz farklı bir frekansta yansıtır. Böylece Doppler etkisi sayesinde kan akış hızını tespit etmek ve vücutta herhangi bir patoloji olup olmadığını analiz etmek mümkün oluyor.