в чем заключается эффект доплера

Эффект Доплера для чайников: суть явления, применение, формула

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Эффект Доплера – важнейшее явление в физике волн. Прежде чем перейти напрямую к сути вопроса, немного вводной теории.

Колебание – в той или иной степени повторяющийся процесс изменения состояния системы около положения равновесия. Волна — это колебание, которое способно удаляться от места своего возникновения, распространяясь в среде. Волны характеризуются амплитудой, длиной и частотой. Звук, который мы слышим — это волна, т.е. механические колебания частиц воздуха, распространяющиеся от источника звука.

Вооружившись сведениями о волнах, перейдем к эффекту Доплера. А если хотите узнать больше о колебаниях, волнах и резонансе — добро пожаловать в отдельную статью нашего блога.

Суть эффекта Доплера

Самый популярный и простой пример, объясняющий суть эффекта Доплера – неподвижный наблюдатель и машина с сиреной. Допустим, вы стоите на остановке. К вам по улице движется карета скорой помощи со включенной сиреной. Частота звука, которую вы будете слышать по мере приближения машины, не одинакова.

Сначала звук будет более высокой частоты, когда машина поравняется с остановкой. Вы услышите истинную частоту звука сирены, а по мере удаления частота звука будет понижаться. Это и есть эффект Доплера.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплераЭффект Доплера

Частота и длина волны излучения, воспринимаемого наблюдателем, изменяется вследствие движения источника излучения.

Если у Кэпа спросят, кто открыл эффект Доплера, он не задумываясь ответит, что это сделал Доплер. И будет прав. Данное явление, теоретически обоснованное в 1842 году австрийским физиком Кристианом Доплером, было впоследствии названо его именем. Сам Доплер вывел свою теорию, наблюдая за кругами на воде и предположив, что наблюдения можно обобщить для всех волн. Экспериментально подтвердить эффект Доплера для звука и света удалось позднее.

Выше мы рассмотрели пример Эффект Доплера для звуковых волн. Однако эффект Доплера справедлив не только для звука. Различают:

Именно эксперименты со звуковыми волнами помогли дать первое экспериментальное подтверждение этому эффекту.

Экспериментальное подтверждение эффекта Доплера

Подтверждением правильности рассуждений Кристиана Доплера связано с одним из интересных и необычных физических экспериментов. В 1845 году метеоролог из Голландии Христиан Баллот взял мощный локомотив и оркестр, состоящий из музыкантов с абсолютным слухом. Часть музыкантов – это были трубачи – ехали на открытой площадке поезда и постоянно тянули одну и ту же ноту. Допустим, это была ля второй октавы.

Другие музыканты находились на станции и слушали, что играют их коллеги. Абсолютный слух всех участников эксперимента сводил вероятность ошибки к минимуму. Эксперимент длился два дня, все устали, было сожжено много угля, но результаты того стоили. Оказалось, что высота звука действительно зависит от относительной скорости источника или наблюдателя (слушателя).

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплераПервые эксперименты по подтверждению эффекта Доплера

Применение эффекта Доплера

Одно из наиболее широко известных применений – определение скорости движения объектов при помощи датчиков скорости. Радиосигналы, посылаемые радаром, отражаются от машин и возвращаются обратно. При этом, смещение частоты, с которой сигналы возвращаются, имеет непосредственную связь со скоростью машины. Сопоставляя скорость и изменение частоты, можно вычислять скорость.

Эффект Доплера широко применяется в медицине. На нем основано действие приборов ультразвуковой диагностики. Существует отдельная методика в УЗИ, называемая доплерографией.

Эффект Доплера также используют в оптике, акустике, радиоэлектронике, астрономии, радиолокации.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

При наблюдении удаленных галактик наблюдается красное смещение – сдвиг спектральных линий в красную сторону спектра. Объясняя красное смещение при помощи эффекта Доплера, можно сделать вывод, согласующийся с теорией: галактики удаляются друг от друга, Вселенная расширяется.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплераКрасное и синее смещение при приближении и отдалении объектов

Формула для эффекта Доплера

Когда теорию эффекта Доплера подвергали критике, одним из аргументов оппонентов ученого был факт, что теория помещалась всего на восьми листах, а вывод формулы эффекта Доплера не содержал громоздких математических выкладок. На наш взгляд, это только плюс!

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Здесь w – частота, которую будет фиксировать приемник.

Релятивистский эффект Доплера

В отличие от классического эффекта Доплера при распространении электромагнитных волн в вакууме для расчета эффекта Доплера следует применять СТО и учитывать релятивистское замедление времени. Пусть света – с, v – скорость источника относительно приемника, тета – угол между направлением на источник и вектором скорости, связанным с системой отсчета приемника. Тогда формула для релятивистского эффекта Доплера будет иметь вид:

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Источник

Эффект Доплера – что это такое? Определение эффекта, примеры и формула расчета

Вы наверняка замечали, что звук гудка проезжающего мимо вас автомобиля или поезда меняется, в зависимости от того, приближаются они к вам или отдаляются от вас. Это нетрудно заметить, но труднее понять и объяснить, что и смог сделать в 1842 году австрийский математик и физик Кристиан Доплер. Именно это объяснение сделало его всемирно известным учёным, а его открытию суждено было изменить не только физику, но и астрономию, космологию, медицину, да и повседневную жизнь тоже.

1. Определение эффекта Доплера

Что же происходит и в чём причина этого эффекта?

Нам хорошо известно, что звук — это механические упругие волны. Основными характеристиками любой волны являются:

Мы будем говорить сейчас о трёх из них — длине волны, скорости волны и частоте колебаний, которые связаны друг с другом формулой в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплерагде λ — длина волны, v — скорость волны, а ν — частота колебаний. Если, к примеру, находящийся в воде поплавок начнёт совершать вертикальные колебания, то по воде начнут расходиться круги, расстояние между которыми и будет равно длине волны. Поплавок, в данном случае, представляет собой неподвижный источник волн, то есть, совершая колебания, он, тем не менее, остаётся на том же месте по отношению к неподвижному относительно Земли наблюдателю. Но совсем иначе будет выглядеть волновая картина, если источник волн будет либо приближаться, либо удаляться от наблюдателя.

Проводя наблюдения за волнами на воде, Доплер заметил, что когда источник волн приближается к наблюдателю, то длина волны становится немного меньше, а следовательно, частота становится немного больше, то есть количество гребней перед движущимся источником волн больше, чем позади него. Именно поэтому звук приближающегося автомобиля или поезда будет более высоким. С другой стороны, когда источник волн удаляется от наблюдателя, то длина волны становится немного больше, а следовательно, частота становится немного меньше, то есть количество гребней волны позади движущегося источника меньше, чем впереди него. Именно поэтому звук удаляющегося от нас автомобиля или поезда будет более низким. В этом и состоит суть эффекта Доплера — изменение длины волны или её частоты при движении источника волны к наблюдателю или от него. И это изменение можно довольно легко подсчитать, зная скорость движения источника волн и их длину или частоту в случае, если источник неподвижен относительно наблюдателя.

2. Эксперименты

Чтобы увидеть эффект Доплера своими глазами или услышать своими ушами вовсе не нужны специальные лаборатории или сложные установки. Вот описание двух простых экспериментов, в ходе которых можно его наблюдать.

Возьмите свисток и прикрепите к нему длинную гибкую трубку так, чтобы можно было свистеть в свисток при помощи этой трубки. Если держать трубку и свисток неподвижно и дуть в трубку, то будет слышаться ровный свист, а если раскрутить трубку со свистком, не прекращая дуть в неё, то можно будет услышать как меняется звук свистка при приближении к вам и отдалении от вас. Это и будет наглядным подтверждением эффекта Доплера.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Второй эксперимент осуществить сложнее, но именно его осуществил в 1845 году голландский метеоролог и химик Христофор Бёйс-Баллот. Суть эксперимента сводилась к тому, что в поезде размещались музыканты-трубачи, которые должны были играть одну и ту же ноту, а на станции, мимо которой проезжал этот поезд, другая группа музыкантов должна была внимательно слушать как меняется тон этого звука при приближении и удалении поезда. Музыканты — люди с очень хорошим слухом, и им как никому другому проще всего определить это изменение, что они успешно и выполнили, подтвердив экспериментально открытый Доплером эффект.

Но самый простой способ убедиться в существовании этого эффекта — прислушаться к сирене машины скорой помощи в момент, когда она приближается к вам и в момент, когда она, проехав мимо вас, удаляется. Звук сирены будет отличаться, хотя никаких изменений в работе сирены на самом деле не происходит. Это и есть эффект Доплера для звуковых волн.

3. Формула и применение

Как уже было сказано, зная скорость источника волн по отношению к неподвижному наблюдателю можно определить регистрируемую приёмником частоту волны. Формулу, позволяющую это сделать, нетрудно вывести, зная, что в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера(здесь v — скорость волн в данной среде, ν0 — частота испускаемых источником волн), и, если источник приближается к неподвижному наблюдателю со скоростью u относительно среды, то в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплераи тогда частота, которую будет регистрировать неподвижный приёмник, будет равна:

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Если же сам приёмник движется относительно среды со скоростью u1, то частота регистрируемых им волн будет равна:

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Если же и источник, и приёмник движутся относительно друг друга, то:

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Эффект Доплера, как вы, наверное, уже догадались, возникает не только при распространении звуковых волн, но и вообще любых волн, в том числе и электромагнитных, одним из видов которых является видимый свет. Если бы наш глаз был сверхчувствителен, то мы могли бы заметить, что как и в случае со звуком, если источник света приближается к наблюдателю, то длина волны становится меньше, а частота больше, и наоборот, если источник света удаляется от наблюдателя, то длина волны увеличивается, а частота уменьшается. То есть свет зелёной лазерной указки при стремительном её приближении к нам наблюдался бы как слегка голубоватый, а при удалении от нас был бы более жёлтым. Но наш глаз различить этого не может, зато точные приборы могут и этот эффект позволил учёным сделать одно очень важное наблюдение — спектры наблюдаемых нами звёзд немного сдвинуты по частоте в меньшую сторону, что называется «красным смещением» и является доказательством того, что галактики удаляются друг от друга, а значит, Вселенная расширяется. Это, пожалуй, самое важное применение эффекта Доплера в фундаментальной науке. Но эффект Доплера и связанные с ним формулы нашли очень широкое применение не только в астрономии. Прежде всего, стоит сказать о медицине. В ультразвуковой диагностике эффект Доплера применяется для исследования внутренних органов человека. А также, именно эффект Доплера лежит в основе действия полицейских радаров, определяющих скорость автомобиля, и камер, следящих за скоростным режимом на дорогах. Эффект Доплера применяется в метеорологии, воздушной навигации, при расчётах траекторий спутников, системах навигации.

Источник

Эффект Доплера: суть явления, определение, примеры

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Обновлено: 07 Марта 2021

Эффект Доплера — важнейшее явление в физике волн. Но прежде чем говорить о нем, надо вспомнить, что такое колебания и волны.

Колебания — повторяющийся процесс изменения состояния системы около положения равновесия. Волна — это колебание, способное удаляться от места своего возникновения и распространяться в окружающей среде. Хороший пример этого физического явления — звук. Причиной его возникновения являются механические колебания воздуха.

Суть эффекта Доплера

Физические явления проще всего разбирать на простых моделях. Это же относится и к эффекту Доплера. Представьте, что вы стоите на улице и наблюдаете за дорогой, по которой движется машина с сиреной. Частота звука, который слышите вы по мере приближения машины, будет разной.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Пока автомобиль был далеко, звук слышался слабо, т.е. его частота была низкой. Максимально высокой частоты звук достигнет, когда машина будет проезжать мимо вас. Далее он будет уменьшаться. Вот вы и столкнулись с эффектом Доплера. А именно восприятием наблюдателя частоты и длины волны излучения, которые изменяются вследствие движения источника.

Данное явление было открыто и теоретически обосновано Кристианом Доплером в 1842 году. Австрийский физик наблюдал за кругами на воде и предположил, что этот эффект применимо для любого вида волн. Экспериментально эффект был доказан позже.

Вышеназванный пример показывает эффект Доплера относительно звуковых волн, но физическое явление справедливо не только для них. Итак, выделяют его следующие виды:

Подтверждение эффекта Доплера в ходе экспериментов

Как мы уже упоминали ранее, практически эффект Доплера был доказан позднее и связан с интересным экспериментом. Голландский метеоролог Христиан Баллот провел необычный физический опыт. Для участия в эксперименте был приглашен оркестр, в котором состояли музыканты с абсолютным слухом, а также взят мощный локомотив. Какая-то часть музыкантов — в основном это были трубачи — ехала на открытой площадке поезда и тянула одну и ту же ноту. Остальные слушали со станции игру своих коллег. Эксперимент длился два дня. Результат — много сожжённого угля, усталость всех участников и выдающийся итог. Опыт показал, что высота звука зависит от относительной скорости источника или наблюдателя.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Применение эффекта Доплера

Мало открыть и подтвердить физическое явление, важно еще найти ему применение в реальной жизни. Эффект Доплера помогает определить скорость движения объекта при помощи специального датчика. Таким образом, радиосигналы, которые посылает радар, отражаются от автомобиля и возвращаются назад. Важным моментом является то, что смещение частоты возвращения сигналов имеет тесную взаимосвязь со скоростью машины. Сопоставление этих параметров дает возможность вычислить, как быстро двигается авто.

Данное физическое явление нашло применение в медицине. Именно эффект Доплера лежит в основе приборов УЗИ-диагностики. Существуют также методики, которые носят название доплерография.

Эффект Доплера широко используется в оптике, астрономии, радиолокации и электронике, акустике.

Открытие данного физического явления оказало значительное влияние на развитие и становление науки. Судите сами, эффект Доплера входит в список доказательств теории Большого взрыва. Согласно ей Вселенная расширяется. Ученые подтвердили, что при наблюдении удаленных галактик наблюдается красное смещение, что свидетельствует о сдвиге спектральных линий. Если применить к этому эффект Доплера, напрашивается вывод, который согласуется с теорией: галактики удаляются друг от друга, Вселенная расширяется.

Формула для эффекта Доплера

Как и многие научные открытия, эффект Доплера подвергся критике. Причина — громоздкое теоретическое обоснование и минимально краткий вывод формулы. Но ведь это можно рассматривать и в положительном ключе.

Итак, U — это скорость приемника относительно среды, V — скорость источника, C — скорость распространения волн в окружающей среде, Wо — частота волн источника, W — частота волн, которую фиксирует приемник.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Релятивистский эффект Доплера

Релятивистский — это термин, который в физической науке употребляется для обозначения явлений, зависимых от скорости, близкой к скорости света.

Электромагнитные волны могут распространяться в вакууме. В таких случаях для расчета эффекта Доплера учитывается релятивистское замедление времени. C, V — скорости источника относительно приемника, тета — угол между направлением на источник и вектором скорости, которые связаны с системой отсчета приемника.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Эффект Доплера имеет важное значение в физическом мире. Знать о нем, а также применять формулы, которые объясняют это явление, важно и нужно для тех, кто получает инженерное образование. Сложно? Специалисты ФениксХелп помогут научиться решать задачи, в условиях которых задействован эффект Доплера легко и просто

Источник

Электромагнитный эффект Доплера, Доплеровское рассеяние

Эффект Доплера — изменение частоты, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения или движения наблюдателя (приёмника).

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Эффект Доплера проявляется в том, что у нас частота сигнала изменяется, при движении, либо источника или приемника, относительно передатчика. На картинке, красная точка это источник сигнала, синие кольца фронт волны.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Если у нас источник движется к наблюдателю, то фронты волны уплотняются, источник постоянно пытается догнать эти фронты волны. Расстояние между двумя фронтами волны это период колебаний. Если период колебаний уменьшается, частота увеличивается.

Если источник двигается к наблюдателю, то частота увеличивается. Соответственно, если источник удаляется, то наблюдаемая частота уменьшается, период увеличился, расстояние между фронтами волны увеличивается.

Эффект Доплера применим не только к радиоволнам. Он применим к любым волнам, включая акустические, которые можно наблюдать в повседневной жизни. Автомобиль движется мимо вас с громкой музыкой, сначала он движется к вам, и проезжая мимо вас, двигается от вас и в этот момент времени, наблюдаемая частота будет меньше.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

На картинке выше, выражение с помощью которого можно оценить доплеровский сдвиг частоты. Δf — смещение частоты относительно несущей. f0 — несущая частота. v — скорость в м/с.

Пример для эффекта Доплера

Например, есть наблюдатель и источник.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Для примера, если у нас скорость 100 км/ч на частоте 100 МГц доплеровский сдвиг частоты составит 9,25 Гц. Сдвиг Доплера пропорционален частоте несущей и скорости. Все по формуле выше. Если мы увеличиваем частоту или скорость, то эффект Доплера будет проявляться сильнее. Представим, что скорость не 100 км/ч, а 1000 км/ч, тогда у нас будет сдвиг 90 Гц.

Доплеровское расширение спектра

Спектр сигнала определяется не одной спектральной составляющей, а занимает некоторую частотную полосу. Для примера, представили, что спектр состоит из трех спектральных составляющих, с тремя частотами f1, f2, f3.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Источник сигнала и приемник неподвижны. Когда источник сигнала начинает двигаться, то все три составляющие, неравномерно сместятся вверх или вниз по частоте, а расстояние между ними, частотный интервал, будет меняться. Есть f0 частота несущей, чем больше частота несущей, тем больше проявляется эффект Доплера. Соответственно, эффект Доплера на частоту f3, так как она выше по частоте, будет больше, чем эффект на частоту f1. Это приводит к том, что когда возникает эффект Доплера, который действует на все частоты по разному, происходит либо растягивание спектра (движение к объекту), либо сжатие спектра (движение от объекта). Это не просто смещение частоты несущей, это и искажение спектра сигнала.

Когда эффект Доплера небольшой и ширина спектра небольшая в килогерцах, то мы можем пренебречь эффектом. Но когда ширина спектра измеряется мегагерцами, а скорости больше, то здесь пренебрегать эффектом мы не можем, у нас идет явное искажение сигнала.

Доплеровское рассеяние

Если у нас есть многолучевое распространение, передатчик излучил, где-то в пространстве было множество объектов, от которых сигнал отразился и на приемник поступают несколько лучей.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Если отражающая среда двигается, получается, что каждый луч испытывает разный сдвиг частоты. Если мы говорим про короткие волны, ионосфера это облако ионизированного газа, которое, как-то шевелится и из-за того, что к приемнику приходит несколько лучей, каждый луч испытывает разный сдвиг частоты из-за эффекта Доплера, возникает рассеяние.

Если мы излучили сигнал с одной частотой, то на приемник придет сигнал с рассеянным спектром.

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Это накладывает ограничения, приводит к искажению спектра сигнала. Если будет два сигнала близких по частоте, то в процессе рассеяния, они наползут друг на друга и будет сложно их отличить друг от друга.

Может быть случай, когда здание неподвижно, передатчик неподвижен, движется приемник. Из-за того, что приемник движется относительно отражающих поверхностей (зданий), расстояние до каждого объекта уменьшается с разной скоростью, получаются разные углы cosθ и скорости. Соответственно, каждый луч будет испытывать сдвиг частоты, будет возникать доплеровский эффект.

Не важно что двигается, передатчик или приемник, в любом случае возникает эффект Доплера, происходит расширение спектра и доплеровское рассеяние.

Источник

Эффект Доплера

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Эффе́кт До́плера — изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника.

Содержание

Сущность явления

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Эффект Доплера легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Предположим, сирена выдаёт какой-то определённый тон, и он не меняется. Когда машина не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт сирена. Но если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится (а длина уменьшится), и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт сирена. В тот момент, когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, он услышит тот самый тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина проедет дальше и будет уже отдаляться, а не приближаться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты (и, соответственно, большей длины) звуковых волн.

Эффект был впервые описан Кристианом Доплером в 1842 году.

Также важен случай, когда в среде движется заряженная частица с релятивистской скоростью. В этом случае в лабораторной системе регистрируется черенковское излучение, имеющее непосредственное отношение к эффекту Доплера.

Математическое описание

Если источник волн движется относительно среды, то расстояние между гребнями волн (длина волны) зависит от скорости и направления движения. Если источник движется по направлению к приёмнику, то есть догоняет испускаемую им волну, то длина волны уменьшается, если удаляется — длина волны увеличивается:

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера,

где в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера— частота, с которой источник испускает волны, в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера— скорость распространения волн в среде, в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера— скорость источника волн относительно среды (положительная, если источник приближается к приёмнику и отрицательная, если удаляется).

Частота, регистрируемая неподвижным приёмником

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера.(1)

Аналогично, если приёмник движется навстречу волнам, он регистрирует их гребни чаще и наоборот. Для неподвижного источника и движущегося приёмника

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера,(2)

где в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера— скорость приёмника относительно среды (положительная, если он движется по направлению к источнику).

Подставив вместо в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплерав формуле (2) значение частоты в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплераиз формулы (1), получим формулу для общего случая:

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера.(3)

Релятивистский эффект Доплера

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Релятивистский эффект Доплера обусловлен двумя причинами:

Последний фактор приводит к поперечному эффекту Доплера, когда угол между волновым вектором и скоростью источника равен в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера. В этом случае изменение частоты является чисто релятивистским эффектом, не имеющим классического аналога.

Как наблюдать эффект Доплера

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Поскольку явление характерно для любых волн и потоков частиц, то его очень легко наблюдать для звука. Частота звуковых колебаний воспринимается на слух как высота звука. Надо дождаться ситуации, когда быстро движущийся автомобиль или поезд будет проезжать мимо вас, издавая звук, например, сирену или просто звуковой сигнал. Вы услышите, что когда автомобиль будет приближаться к вам, высота звука будет выше, потом, когда автомобиль поравняется с вами, резко понизится и далее, при удалении, автомобиль будет сигналить на более низкой ноте.

Применение

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Искусство и культура

Примечания

См. также

Ссылки

в чем заключается эффект доплера. Смотреть фото в чем заключается эффект доплера. Смотреть картинку в чем заключается эффект доплера. Картинка про в чем заключается эффект доплера. Фото в чем заключается эффект доплера

Полезное

Смотреть что такое «Эффект Доплера» в других словарях:

эффект Доплера — доплеровский эффект Изменение частоты, возникающее при перемещении передатчика относительно приемника или наоборот. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва … Справочник технического переводчика

эффект Доплера — Doplerio reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Doppler effect vok. Doppler Effekt, m rus. эффект Доплера, m; явление Доплера, n pranc. effet Doppler, m … Fizikos terminų žodynas

эффект Доплера — Doppler io efektas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. Doppler effect vok. Doppler Effekt, m rus. доплеровский эффект, m; эффект Доплера, m pranc. effet Doppler, m ryšiai: sinonimas – Doplerio efektas … Automatikos terminų žodynas

эффект Доплера — Doplerio efektas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Spinduliuotės stebimo bangos ilgio pasikeitimas, šaltiniui judant stebėtojo atžvilgiu. atitikmenys: angl. Doppler effect vok. Dopplereffekt, m rus. доплеровский эффект, m; эффект Доплера, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

эффект Доплера — Doplerio efektas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matuojamosios spinduliuotės dažnio pokytis, atsirandantis dėl reliatyviojo judesio tarp pirminio ar antrinio šaltinio ir stebėtojo. atitikmenys: angl. Doppler effect vok … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

эффект Доплера — Doplerio efektas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Doppler effect vok. Doppler Effekt, m rus. эффект Доплера, m pranc. effet Doppler, m … Fizikos terminų žodynas

Эффект Доплера — изменение частоты колебаний w или длины волны l, воспринимаемой наблюдателем при движении источника колебаний и наблюдателя друг относительно друга. Возникновение эффекта Доплера проще всего объяснить на примере. Пусть неподвижный источник… … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов

Эффект Доплера — Изменение частоты и высоты звука вследствие перемещения его источника относительно стационарного наблюдателя … Психология ощущений: глоссарий

ядерный эффект Доплера — Доля температурного коэффициента реактивности. [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN nuclear Doppler effect … Справочник технического переводчика

Доплера эффект — Доплера эффект: а оба наблюдателя на тротуаре слышат звук сирены стоящей на месте пожарной машины на одной и той же частоте; б наблюдатель, к которому приближается пожарная машина слышит звук более высокой частоты, а наблюдатель, от которого… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *