Doppler-hatás
Minél gyorsabban megy át a piroson, ezért zöldebb.
Ezt a jelenséget fedezte Christian Doppler 1842-ben.
Nevezett jelenség Doppler-vevő függőség időszakos perturbáció frekvencia okozta hullám ható meg, a forrás mozgás sebessége hullámok és a vevő. A hanghullámok terjednek a rugalmas közeg, és a frekvencia változása függ a forrás és a terjedési sebesség a vevő tekintetében ebben a környezetben. Az elektromágneses hullámok különlegesek. Nem kell egy adott környezetben, ingadozások, amelyek vannak. Doppler jelenség, amely gyakran nevezik a Doppler-effektus esetén az elektromágneses hullámok függ csak a relatív mozgás a hullám forrás és a vevő.
A tankönyvi példája ez a hatás változása akusztikus sípoló hang közeledik, majd távolodik a vonat.
A rádiókommunikáció és műsorszóró kizárólag földfelszíni adók és vevők a Doppler-effektus elhanyagolt (frekvencia eltolódás az FM rádió sávban, és a kapott jármű halad át a 100 km / h kevesebb, mint 10 Hz). Azonban, műholdas kommunikációs csatornák vannak kitéve, hogy elég erősen. Például, egy két méter tartományban használt keresztüli kommunikáció rádióamatőr műholdak, a Doppler-eltolódás eléri néhány kHz, folyamatosan változó a folyosón a műholdas láthatóság területen.
Kapjuk a kapcsolat a frekvenciákat a forrás és a vevő az elektromágneses hullámok sebességétől függően a relatív mozgás.
Legyen emitter termel elektromágneses hullámok nagyon rövid azonos téglalap alakú impulzusok a frekvencia (ábra. 1). Adó felé mozog, a vevő a sebesség. Frekvencia mérjük a mellékelt referencia keret mereven csatlakozik a kibocsátó. Időszak az elektromágneses hullámok a radiátor, mért egyenrangú. Mivel a mellékelt referencia képkocka mozog v sebességgel tekintetében a vevő, az idő lelassul benne. Ezért méréseken alapulnak a vevő referencia rendszer adó küld rövid impulzust időközönként egyenlő. Alatt t elektromágneses impulzus ideje elrepülni. Az emitter is nem áll még és leküzdeni ez idő alatt egyenlő az útvonal (ábra. 2).
Elektromágneses impulzusokkal szaporító sebességgel az útvonalon, hogy a vevő, akkor jön rá az időeltolódás.
Következésképpen, az időszak az perturbáció, által érzékelt a vevő, egyenlő lesz, és a frekvencia -.
Az így kapott képlet közötti kapcsolatot fejezi ki a frekvenciákat az úgynevezett hosszanti Doppler-effektus, azaz amikor közeledik hullám forrástól a kézibeszélőt, vagy eltávolítjuk belőle. És amikor a hullám forrás kivehető a sebesség v kell venni a „-” jel.
szimmetrikus formában kölcsönözhetünk, ha kívánt, a kapott expressziós :.
Or. Amint látjuk, az észlelt frekvencia két tényezőtől függ:
1. Az idő dilatáció vezetési rendszer.
2. tömítések a hullámcsomag annak a ténynek köszönhető, hogy a jeladó mozog utánuk.
Ha a mozgási sebességét a forrás v képest kicsi a fény sebessége, az arány képest elhanyagolhatóan egységét. Ebben az esetben, a képlet egyszerűsödik.
Az utóbbi képlet pontosan megfelel képletű Doppler hanghullámok, amikor a hullám vevő viszonyítva helyhez a közeghez. Ha a vevő viszonyítva mozog a rugalmas közeg, amelyben a hanghullám terjed, ez is hozzájárul, hogy a kapcsolat a frekvenciák és. Tegyük fel, hogy - a sebességet a forrás hanghullámok tekintetében a rugalmas közeg - vevő sebesség, és - a hangsebesség (3. ábra).
Tegyük fel, hogy egy bizonyos ponton elérte hang impulzus vevő (ábra. 4).
hang impulzus ebben a pillanatban, a parttól a vevő jön utánuk. - forrása az oszcilláció időszakban a hanghullámokat. Legyen T - idő, hogy szükség lesz lendület megelőzni a vevő. Vevő ez idő alatt költik távolságot. Ezért a második impulzus legyőzéséhez szükséges távolságot és a mozgó sebességgel. Ő csinálja az idő T. Ennek eredményeként érkezünk az egyenlet :.
Szekvenciálisan teljesítő átalakítás
, és figyelembe véve, hogy megkapjuk :.
Ha a sugárzás forrása és a vevő nincs mozog közös egyenesen szükséges, hogy egy vetülete a tengelyen sebességgel áthaladó őket a terjedési iránya a hullám. Ebből következik, hogy ha a forrás és a vevő irányába mozog tengelyére merőleges csatlakozott hozzájuk, a Doppler-effektus figyelhető meg. Az elektromágneses hullámok azonban mondani rossz. A hatás frekvenciájának változtatásával az elektromágneses hullámok, amikor a forrás irányában mozog merőleges a teljes összekötő vonal a forrás és a vevő az úgynevezett keresztirányú Doppler-effektus. Keresztirányú Doppler-effektus az elektromágneses hullámok miatt előfordul, hogy a lefutási idő a mozgó forrás rendszer.
Keressük azt a kifejezést frekvencia változását ebben az esetben. Let - „természetes frekvencia” hullámokat egy referencia képkocka mozog a forrás. Ezután az időszak az oszcilláció a hullám. A referencia rendszer kapcsolódó vevő, az időszak egy rezgésforrásként nagyobb :. Mivel a forrás mozog irányára merőlegesen hullámterjedés, a hatás a tömítő rovására csökkenti a távolságot a vevő történik. Lassul idő ebben az esetben - ez az egyetlen tényező, amely befolyásolja a frekvencia eltolódás érzékelhető a vevő. Ezért a keresztirányú Doppler-effektus, írhatunk :.
Az a tény, hogy a keresztirányú Doppler-effektus csak attól függ, a lefutási idő, amely az előrejelzések szerint a speciális relativitáselmélet (STR), így egy komoly jelzés a helyességét ezt az elméletet. Regisztráció hatását kísérletileg sikerült G. Ives és Stilwell D. 1938. megfigyelt változás gyakorisága hidrogénatomok a csatorna sugarak sugárzás kísérletek Ives. Megjegyzendő, hogy ez a közvetlen kísérleti bizonyíték a SRT.
Mindkét formula a hosszanti és keresztirányú a Doppler-effektus az elektromágneses hullámok, akkor cserélje egy általánosabb:
, ahol - a vetülete a sebesség az X tengely. és az x tengely. viszont - a tengely irányított a hullám forrástól a vevő.
Christian Doppler kutatási területe a következő területeken: a fizika, mint az optika és akusztika. A munkálatok nagy végzi aberráció a fény, az elmélet a mikroszkóp optikai távolságmérő, színelmélet és néhány más téma. 1842-ben Doppler theorized függését az oszcilláció frekvenciájának a megfigyelő által érzékelt, a sebesség és a mozgás irányát a hullám forrás és a megfigyelő tekintetében egymáshoz. Ezt a jelenséget később róla elnevezett (Doppler-effektus).
1848-ban, a Doppler-effektus tisztázták a francia fizikus, Armand Fizeau, és 1900-ban - és igazolta kísérletileg AA Belopol'skii laboratóriumi körülmények között. Az elv a Doppler kapott számos alkalmazás különböző területein a fizika és a technológia (akár a radarok által használt közlekedési rendőrök).
Webtárhely uCoz