Надо Знать

добавить знаний



Эффект Доплера



План:


Введение

Иллюстрация рост частоты в направлении движения и уменьшение в противоположном направлении

Эффект Доплера - явление изменения частоты волны, которую регистрирует приемник, вызванное перемещением источника или приемника.


1. Движимое источник

\ Nu = \ nu_0 \ frac {s} {s \ pm v} ,

где ν частота волны, которую фиксирует неподвижный наблюдатель, \ Nu_0 - Частота колебаний в движущемся источнике, s - скорость распространения волны, v - скорость источника. Знак зависит от направления движения источника относительно наблюдателя.

Частота волны, которую фиксирует наблюдатель возрастает, если источник движется к нему, и уменьшается, если источник движется от наблюдателя.


2. Подвижной наблюдатель

Ситуация, когда движется наблюдатель, вообще не аналогична движения источника, ибо волны распространяются в определенной среде. В таком случае существуют три системы отсчета, связанные со средой, источником и наблюдателем.

При неподвижном относительно среды источника наблюдатель, движущийся со скоростью V фиксировать волны на частоте

\ Nu = \ nu_0 \ frac {s \ pm V} {s} .

В случае, когда двигаются и источник и наблюдатель

\ Nu = \ nu_0 \ frac {s \ pm V} {s \ pm v} .

3. Электромагнитные волны

В случае электромагнитных волн в пустоте ситуация меняется, поскольку среды распространения волны не существует. Относительная скорость источника и наблюдателя единственной характеристикой движения.

\ Nu = \ nu_0 \ sqrt {\ frac {c-v} {c + v}} ,

где c - скорость света.

4. Использование

Эффект Доплера используется в радиолокации для распознавания движущихся объектов, например, самолетов, на фоне неподвижных (гор, облаков). По красным смещением света от астрономических объектов, измеряется их скорость и рассчитывается расстояние до них. Эффект Доплера широко используется в медицине. На базе эффекта созданы компьютерные комплексы ультразвуковой допплерографии. Изменение характеристик ультразвука при прохождении через сосуды позволяет определять состояние кровообращения, как в поверхностных так и во внутренних сосудах.


5. Доказательство

В 1845 году голландский метеоролог, иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук Христофор Бейс-Баллот ( 1817 - 1890) решил проверить гипотезу Доплера. Он нанял паровоз с грузовой платформой, посадил на платформу двух трубачей и попросил их держать ноту соль (два трубача были нужны для того, чтобы один из них мог набирать воздух, пока другой тянет ноту, и таким образом звук бы не прерывался). На перроне одного полустанка между Утрехтом и Амстердамом Бейс-Баллот разместил нескольких музыкантов без инструментов, но с абсолютным музыкальным слухом. После чего паровоз стал с разной скоростью таскать платформу с трубачами мимо перрон со слушателями, а те отмечали, какую ноту они слышат. Потом наблюдателей заставили ездить, а трубачи играли, стоя на перроне. Опыты продолжались два дня, в результате чего был доказан эффект открыт Доплером.


См.. также

Литература

  1. (Рус.) Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. - Издание 7-е, исправленное. - М.: Наука, 1988. - 512 с. - ("Теоретическая физика", том II). - ISBN 5-02-014420-7


Физика Это незавершенная статья физики.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам