Φαινόμενο Ντόπλερ
Το φαινόμενο Doppler που ονομάζεται επίσης μετατόπιση Doppler είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται κάθε φορά που η πηγή των κυμάτων μετακινείται με σεβασμό σε έναν παρατηρητή. Όταν ένα ασθενοφόρο σας διασχίζει με τη σειρήνα του είναι ένα συνηθισμένο παράδειγμα του φαινομένου Doppler.
Εξήγηση φαινομένου Doppler
Το φαινόμενο Doppler είναι ένα πολύ σημαντικό φαινόμενο σε διάφορα επιστημονικά πεδία που περιέχουν την πλανητική επιστήμη. Το φαινόμενο Doppler ή η μετατόπιση Doppler εξηγούν τις αλλαγές της συχνότητας οποιουδήποτε ηχητικού ή φωτεινού κύματος που δημιουργείται από μια κινούμενη πηγή σε σχέση με έναν παρατηρητή.
Το φαινόμενο Doppler στη φυσική είναι η αύξηση ή μείωση της συχνότητας του ήχου, του φωτός ή άλλων κυμάτων όταν Το σώμα πηγής και το σώμα παρατηρητή κινούνται προς ή μακριά το ένα από το άλλο.
Τα κύματα που εκπέμπονται από ένα σώμα πηγής που ταξιδεύει προς τον παρατηρητή συμπιέζονται. Ενώ τα κύματα που εκπέμπονται από ένα σώμα πηγής απομακρύνονται από τον παρατηρητή, τεντώνονται. Το φαινόμενο Doppler (επίσης μετατόπιση Doppler) δόθηκε για πρώτη φορά το 1842 από τον Christian Johann Doppler.
Παράδειγμα φαινομένου Doppler
Όταν δύο άτομα Χ και Υ στέκονται στο δρόμο και ένα αυτοκίνητο κινείται προς το Χ. Τότε το άτομο Το X ακούει περισσότερο ήχο ή το μέγεθος του ήχου είναι μεγαλύτερο σε σύγκριση με το άτομο Y. Αυτό συμβαίνει επειδή το αυτοκίνητο απομακρύνεται από το άτομο Y. Ως εκ τούτου, τα κύματα συχνότητας είναι υψηλά για το άτομο X.
Τύπος εφέ Doppler
Το φαινόμενο Doppler είναι η εμφανής αλλαγή στη συχνότητα των ηχητικών κυμάτων λόγω της σχετικής κίνησης μεταξύ της πηγής ήχου και της ο παρατηρητής. Μπορούμε να εξαγάγουμε τη φαινομενική συχνότητα στο φαινόμενο Doppler χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
Εδώ,
=Παρατηρούμενη συχνότητα
=Ταχύτητα ήχου
=ταχύτητα αντικειμένου
=ταχύτητα πηγής
=πραγματική συχνότητα
Ενώ υπάρχει μόνο μία εξίσωση φαινομένου Doppler, ο τύπος του φαινομένου doppler αλλάζει σε διάφορες καταστάσεις ανάλογα με τις ταχύτητες του παρατηρητή ή της πηγής ήχου.
Εξίσωση του φαινομένου Doppler σε διάφορες καταστάσεις
Όταν η πηγή κινείται προς τον παρατηρητή που βρίσκεται σε ηρεμία
Σε αυτήν την περίπτωση η ταχύτητα του παρατηρητή είναι μηδέν. Επομένως, Το είναι μηδέν. Βάζοντας την τιμή του στην εξίσωση του φαινομένου Doppler τότε έχουμε
Εδώ,
=Παρατηρούμενη συχνότητα
=Ταχύτητα ήχου
=ταχύτητα αντικειμένου
=ταχύτητα πηγής
=πραγματική συχνότητα
Όταν η πηγή απομακρύνεται από τον παρατηρητή που βρίσκεται σε ηρεμία
Σε αυτήν την περίπτωση, η ταχύτητα του σώματος παρατηρητή είναι μηδέν, επομένως, Το είναι μηδέν. Και το σώμα της πηγής απομακρύνεται από το σώμα του παρατηρητή, επομένως η ταχύτητα της πηγής γίνεται αρνητική. Τώρα, βάλτε αυτές τις τιμές στον τύπο του φαινομένου Doppler και μετά παίρνουμε
Εδώ,
=Παρατηρούμενη συχνότητα
=Ταχύτητα ήχου
=ταχύτητα αντικειμένου
=ταχύτητα πηγής
=πραγματική συχνότητα
Όταν ο παρατηρητής κινείται προς την πηγή που βρίσκεται σε ηρεμία (που είναι ακίνητη πηγή)
Σε αυτήν την περίπτωση, η ταχύτητα του σώματος της πηγής είναι μηδέν, επομένως, Το 
είναι μηδέν. Βάζοντας την τιμή του 
στον τύπο του φαινομένου Doppler, τότε έχουμε
Εδώ,
=Παρατηρούμενη συχνότητα
=Ταχύτητα ήχου
=ταχύτητα αντικειμένου
=ταχύτητα πηγής
=πραγματική συχνότητα
Όταν ο παρατηρητής απομακρύνεται από την πηγή που βρίσκεται σε ηρεμία (που είναι στατική πηγή)
Σε αυτήν την περίπτωση, η ταχύτητα της πηγής είναι μηδέν, επομένως, Το είναι μηδέν. Και το σώμα του παρατηρητή απομακρύνεται από το σώμα πηγής, επομένως η ταχύτητα του σώματος παρατηρητή γίνεται αρνητική. Τώρα, βάλτε αυτές τις τιμές στον τύπο του φαινομένου Doppler και στη συνέχεια παίρνουμε,
Εδώ,
=Παρατηρούμενη συχνότητα
=Ταχύτητα ήχου
=ταχύτητα αντικειμένου
=ταχύτητα πηγής
=πραγματική συχνότητα
Χρήσεις του φαινομένου Doppler
Υπάρχουν πολλές χρήσεις του φαινομένου doppler, μερικές από τις οποίες δίνονται εδώ.
Το φαινόμενο Doppler εφαρμόζεται στη μέτρηση της ροής αίματος.
Το εφέ Doppler χρησιμοποιείται επίσης στον ήχο.
Το φαινόμενο Doppler εφαρμόζεται επίσης στη Δορυφορική Επικοινωνία.
Το φαινόμενο Doppler χρησιμοποιείται επίσης στην αστρονομία.
Περιορισμοί του φαινομένου Doppler
Το φαινόμενο Doppler χρησιμοποιείται μόνο όταν οι ταχύτητες της ηχητικής πηγής και του σώματος του παρατηρητή είναι πολύ μικρότερες από την ταχύτητα του ήχου.
Η κίνηση τόσο του σώματος πηγής όσο και του σώματος του παρατηρητή πρέπει να είναι στην ίδια ευθεία γραμμή.
Φαινόμενο Doppler στο φως
Το φαινόμενο Doppler του φωτός μπορεί να προσδιοριστεί ως η προφανής αλλαγή της συχνότητας φωτός που παρατηρείται από το σώμα παρατηρητή λόγω μιας σχετικής κίνησης μεταξύ της φωτεινής πηγής και του σώματος του παρατηρητή.
Για τα ηχητικά κύματα, οι εξισώσεις για το φαινόμενο Doppler διαφέρουν σημαντικά, ανάλογα με το αν είναι το σώμα της πηγής, σώμα παρατηρητή ή αέρας που κινείται. Το φως δεν χρειάζεται κανένα μέσο και το φαινόμενο Doppler για το φως ταξιδεύει στο κενό εξαρτάται από τη σχετική ταχύτητα του παρατηρητή και της πηγής.
Συμπέρασμα
Το φαινόμενο Doppler στη φυσική είναι η αύξηση ή μείωση της συχνότητας του ήχου, του φωτός ή άλλων κυμάτων όταν Το σώμα πηγής και το σώμα παρατηρητή κινούνται προς ή μακριά το ένα από το άλλο.
Τύπος εφέ Doppler
Το φαινόμενο Doppler εφαρμόζεται στη μέτρηση της ροής του αίματος.
Το εφέ Doppler χρησιμοποιείται επίσης στον ήχο.
Το φαινόμενο Doppler χρησιμοποιείται μόνο όταν οι ταχύτητες της πηγής ήχου και του σώματος του παρατηρητή είναι πολύ μικρότερες από την ταχύτητα του ήχου
Το φαινόμενο Doppler είναι επίσης εφαρμόσιμο στην αστρονομία.
