Допплеровский эффект: Эффект Доплера

Содержание

Эффект Доплера

msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist> msimagelist>
Адроны
Альфа-распад
Альфа-частица
Аннигиляция
Антивещество
Антинейтрон
Антипротон
Античастицы
Атом
Атомная единица массы
Атомная электростанция
Барионное число
Барионы
Бета-распад
Бетатрон
Бета-частицы
Бозе – Эйнштейна статистика
Бозоны
Большой адронный коллайдер
Большой Взрыв
Боттом. Боттомоний
Брейта-Вигнера формула
Быстрота
Векторная доминантность
Великое объединение
Взаимодействие частиц
Вильсона камера
Виртуальные частицы
Водорода атом
Возбуждённые состояния ядер
Волновая функция
Волновое уравнение
Волны де Бройля
Встречные пучки
Гамильтониан
Гамма-излучение
Гамма-квант
Гамма-спектрометр
Гамма-спектроскопия
Гаусса распределение
Гейгера счётчик
Гигантский дипольный резонанс
Гиперядра
Глюоны
Годоскоп
Гравитационное взаимодействие
Дейтрон
Деление атомных ядер
Детекторы частиц
Дирака уравнение
Дифракция частиц
Доза излучения
Дозиметр
Доплера эффект
Единая теория поля
Зарядовое сопряжение
Зеркальные ядра
Избыток массы (дефект массы)
Изобары
Изомерия ядерная
Изоспин
Изоспиновый мультиплет
Изотопов разделение
Изотопы
Ионизирующее излучение
Искровая камера
Квантовая механика
Квантовая теория поля
Квантовые операторы
Квантовые числа
Квантовый переход
Квант света
Кварк-глюонная плазма
Кварки
Коллайдер
Комбинированная инверсия
Комптона эффект
Комптоновская длина волны
Конверсия внутренняя
Константы связи
Конфайнмент
Корпускулярно волновой дуализм
Космические лучи
Критическая масса
Лептоны
Линейные ускорители
Лоренца преобразования
Лоренца сила
Магические ядра
Магнитный дипольный момент ядра
Магнитный спектрометр
Максвелла уравнения
Масса частицы
Масс-спектрометр
Массовое число
Масштабная инвариантность
Мезоны
Мессбауэра эффект
Меченые атомы
Микротрон
Нейтрино
Нейтрон
Нейтронная звезда
Нейтронная физика
Неопределённостей соотношения
Нормы радиационной безопасности
Нуклеосинтез
Нуклид
Нуклон
Обращение времени
Орбитальный момент
Осциллятор
Отбора правила
Пар образование
Период полураспада
Планка постоянная
Планка формула
Позитрон
Поляризация
Поляризация вакуума
Потенциальная яма
Потенциальный барьер
Принцип Паули
Принцип суперпозиции
Промежуточные W-, Z-бозоны
Пропагатор
Пропорциональный счётчик
Пространственная инверсия
Пространственная четность
Протон
Пуассона распределение
Пузырьковая камера
Радиационный фон
Радиоактивность
Радиоактивные семейства
Радиометрия
Расходимости
Резерфорда опыт
Резонансы (резонансные частицы)
Реликтовое микроволновое излучение
Светимость ускорителя
Сечение эффективное
Сильное взаимодействие
Синтеза реакции
Синхротрон
Синхрофазотрон
Синхроциклотрон
Система единиц измерений
Слабое взаимодействие
Солнечные нейтрино
Сохранения законы
Спаривания эффект
Спин
Спин-орбитальное взаимодействие
Спиральность
Стандартная модель
Статистика
Странные частицы
Струи адронные
Субатомные частицы
Суперсимметрия
Сферическая система координат
Тёмная материя
Термоядерные реакции
Термоядерный реактор
Тормозное излучение
Трансурановые элементы
Трек
Туннельный эффект
Ускорители заряженных частиц
Фазотрон
Фейнмана диаграммы
Фермионы
Формфактор
Фотон
Фотоэффект
Фундаментальная длина
Хиггса бозон
Цвет
Цепные ядерные реакции
Цикл CNO
Циклические ускорители
Циклотрон
Чарм. Чармоний
Черенковский счётчик
Черенковсое излучение
Черные дыры
Шредингера уравнение
Электрический квадрупольный момент ядра
Электромагнитное взаимодействие
Электрон
Электрослабое взаимодействие
Элементарные частицы
Ядерная физика
Ядерная энергия
Ядерные модели
Ядерные реакции
Ядерный взрыв
Ядерный реактор
Ядра энергия связи
Ядро атомное
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)

14.

 Эффект Доплера. Медицинская физика

Читайте также

4. Фотоэлектрический эффект и дискретная природа света

4. Фотоэлектрический эффект и дискретная природа света Открытие явления фотоэффекта и его дальнейшее изучение принесло физикам много неожиданного. Сущность фотоэффекта состоит в испускании веществом быстрых электронов под воздействием достаточно коротковолнового

ЭФФЕКТ ИОФФЕ

ЭФФЕКТ ИОФФЕ Об эффекте, открытом и исследованном одним из патриархов советской физики академиком Абрамом Федоровичем Иоффе, я всегда с удовольствием рассказываю и во время университетских лекций, и просто в беседах с молодыми людьми, если хочу обратить их в свою веру —

ЭФФЕКТ РЕБИНДЕРА

ЭФФЕКТ РЕБИНДЕРА Продолжим рассказ о живущих в кристалле трещинах. Первый обстоятельный доклад о своем открытии Петр Александрович Ребиндер сделал поздним летом 1928 г. на пароходе, спускавшемся вниз по Волге — от Нижнего Новгорода до Саратова. На пароходе плыли

Эффект Зеемана

Эффект Зеемана Повлиять на характер движения зарядов в атоме — дело вполне возможное. Для этого нужно поместить излучающее вещество между полюсами очень сильного магнита. Между полюсами магнита создается очень сильное магнитное поле. Оно подействует на заряды,

4.2. Эффект Рёмера

4.2. Эффект Рёмера Известно, что любой поток света как часть электромагнитного излучения не является строго однородным. Поток состоит из отдельных периодических структур, в которых при движении электрическое и магнитное поля для наблюдателя изменяются по

4.

4. Поперечный эффект Рёмера

4.4. Поперечный эффект Рёмера Одним из следствий теории относительности, которое, якобы, не может быть объяснено классической физикой, является поперечный эффект Рёмера (Доплера). Эффект состоит в том, что частота света — ?1, регистрируемая в поперечном направлении к

Эффект Шапиро

Эффект Шапиро Рассмотренные эффекты обычно называют классическими, предсказанными самим Эйнштейном. Начиная с 60–70-х годов прошлого века, появились новые возможности, с помощью которых проверки ОТО стали значительно точнее. Это радиолокация планет и спутников, а также

Эффект Чизхолма

Эффект Чизхолма Основные законы срывов, неудач и затяжек Ф. Чизхолм Можно быть уверенным только в одном: что ни в чем нельзя быть уверенным. Если это утверждение истинно, оно тем самым и ложно. Древний парадокс Подобно большинству научных открытий, общие принципы,

ГЛАВА 6 ЭЙНШТЕЙН И СВЕТ, ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ И ВЫНУЖДЕННОЕ ИСПУСКАНИЕ

ГЛАВА 6 ЭЙНШТЕЙН И СВЕТ, ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ И ВЫНУЖДЕННОЕ ИСПУСКАНИЕ В июне 1905 г., когда Эйнштейн опубликовал в т. 17 Annalen der Physik свою революционную работу Uber einen die Erzeugung und Verwandlung des lichtes betreffenden heuristischen Gesichtpunkt (об эвристической точке зрения, касающейся возникновения и

Фотоэлектрический эффект

Фотоэлектрический эффект Эту работу в настоящее время рассматривают как работу Эйнштейна по фотоэлектрическому эффекту. Однако она имеет гораздо большую значимость. В ней Эйнштейн установил из общих принципов статистической термодинамики, что энтропия излучения,

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ МАГНЕТИЗМОМ И СВЕТОМ: ЭФФЕКТ ФАРАДЕЯ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ МАГНЕТИЗМОМ И СВЕТОМ: ЭФФЕКТ ФАРАДЕЯ Хотя казалось, что свет и магнетизм не имеют ничего общего, на самом деле они взаимосвязаны. Всякий раз, когда мы до чего-нибудь дотрагиваемся, атомы наших пальцев вступают во взаимодействие с атомами этого

Эффект Доплера

Эффект Доплера
Чем быстрее едешь на красный свет, тем он зеленее.

Обложка / Оглавление / Разные задачи


Это явление обнаружил Христиан Доплер в 1842 году.

Явлением Доплера называется зависимость частоты периодического возмущения приемника, вызванного действующей на него волной, от скоростей движения источника волн и приемника. Звуковые волны распространяются в упругой среде, и изменение частоты зависит от скоростей источника и приемника волн по отношению к этой среде. Электромагнитные волны особенные. Они не имеют специфической среды, колебаниями которой они являются. Явление Доплера, которое часто называют эффектом Доплера, в случае электромагнитных волн зависит только от относительного движения источника волн и приемника.

Хрестоматийным примером проявления этого эффекта в акустике является изменение тона гудка приближающегося, а затем удаляющегося поезда.

В радиосвязи и радиовещании с использованием только земных приемников и передатчиков эффектом Доплера пренебрегают (сдвиг частоты радиостанции FМ- диапазона, принимаемой а автомобиле, движущемся со скоростью 100 км/ч не превышает 10 Гц). Однако спутниковые каналы связи подвержены ему достаточно сильно. Например, в двухметровом диапазоне, используемом для связи через радиолюбительские спутники, доплеровский сдвиг достигает нескольких килогерц, непрерывно изменяясь при прохождении спутником зоны видимости.

Получим связь между частотами источника и приемника электромагнитных волн в зависимости от скорости их относительного движения.

Рис. 1

Пусть излучатель производит электромагнитные волны в виде одинаковых очень коротких прямоугольных импульсов с частотой  (рис. 1). Излучатель движется по направлению к приемнику со скоростью . Частота  измеряется в сопутствующей системе отсчета, жестко связанной с излучателем. Период электромагнитных колебаний в излучателе, измеренный в сопутствующей системе, равен . Так как сопутствующая система отсчета движется со скоростью v по отношению к приемнику, то время в ней замедляется. Следовательно, по измерениям в системе отсчета приемника излучатель будет посылать короткие импульсы через промежутки времени равные . За время t электромагнитный импульс успевает пролететь расстояние . Излучатель тоже не стоит на месте и преодолеет за это время путь равный  (рис. 2).

Рис. 2

Электромагнитные импульсы, распространяющиеся со скоростью по направлению к приемнику, придут к нему с разницей во времени .

Следовательно, период возмущения, воспринимаемого приемником, будет равен , а частота – .

Полученная формула выражает зависимость между частотами при так называемом продольном эффекте Доплера, то есть когда источник волн приближается к приемнику или удаляется от него. Причем, когда источник волн удаляется от приемника скорость v следует брать со знаком “-“.

При желании полученному выражению можно придать более симметричный вид: .

Или . Как видим, воспринимаемая частота  зависит от двух факторов:

1. От замедления времени в движущей системе.

2. От уплотнения пакета волн вследствие того, что излучатель двигается им вдогонку.

Если скорость движения источника v мала по сравнению со скоростью света, то отношением  можно пренебречь по сравнению с единицей. В этом случае формула упрощается: .

Последняя формула в точности соответствует формуле Доплера для звуковых волн в случае, когда приемник волн неподвижен относительно среды. Если приемник движется относительно упругой среды, в которой распространяются звуковые волны, то это тоже вносит свой вклад в зависимость между частотами  и . Пусть  – скорость источника звуковых волн относительно упругой среды,  – скорость приемника, а  – скорость звука (рис. 3).

Рис. 3

Пусть в некоторый момент звуковой импульс достиг приемника (рис. 4).

Рис. 4

Идущий следом за ним звуковой импульс находится в этот момент на расстоянии от приемника. – период колебаний источника звуковых волн. Пусть T – время, которое потребуется импульсу для того, чтобы настичь приемник. Приемник за это время уйдет на расстояние . Следовательно, второму импульсу потребуется преодолеть расстояние и, двигаясь со скоростью , он сделает это за время T. В результате мы приходим к уравнению: .

Выполняя последовательно преобразования

;

, и учитывая, что  и , получаем: .

Если источник и приемник излучения не движутся вдоль общей прямой, то следует брать проекции их скоростей на ось, проходящую через них в направлении распространения волны. Отсюда следует, что если источник и приемник движутся в направлении перпендикулярном оси, их соединяющей, то эффект Доплера наблюдаться не будет. Для электромагнитных волн, однако, сказанное неверно. Эффект изменения частоты электромагнитных волн при движении источника в направлении перпендикулярном общей прямой, соединяющей источник и приемник, называется поперечным эффектом Доплера. Поперечный эффект Доплера для электромагнитных волн возникает за счет замедления времени в системе движущегося источника.

Найдем выражение для изменения частоты в этом случае. Пусть  – “собственная частота” волны в системе отсчета, движущейся вместе с источником. Тогда период колебаний волны . В системе отсчета, связанной с приемником, период колебаний источника будет больше: . Поскольку источник движется перпендикулярно к направлению распространения волн, эффекта их уплотнения за счет сокращения расстояния до приемника не происходит. Замедление времени в этом случае – это единственный фактор, который влияет на сдвиг частоты, воспринимаемой приемником. Поэтому для поперечного эффекта Доплера мы можем записать: .

То, что поперечный эффект Доплера зависит только от замедления времени, которое предсказывается специальной теорией относительности (СТО), делает его серьезным свидетельством в пользу правильности этой теории. Зарегистрировать эффект экспериментально удалось Г. Айвсу и Д. Стилуэллу в 1938 году. В опытах Айвса наблюдалось изменение частоты излучения атомов водорода в каналовых лучах. Заметим, что это прямое экспериментальное доказательство СТО.

Обе формулы для продольного и поперечного эффектов Доплера для электромагнитных волн мы можем заменить одной более общей:
, где  – проекция скорости на ось x, а ось x, в свою очередь – ось, направленная от источника волн к приемнику.

 

 


Комментарии

 

1. Христиан Доплер (нем. Christian Doppler) родился 29 ноября 1803 года в Зальцбурге. В 1825 году окончил Политехнический институт в Вене, с 1835 по 1847 год работал в Праге, с 1847 года – профессор Горной и Лесной академий в Хемнице, с 1848 года – член Венской Академии Наук, с 1850 профессор Венского университета и директор первого в мире Физического института, созданного при Венском университете по его инициативе.

Научные интересы Христиана Доплера лежали в таких областях физики как оптика и акустика. Основные труды выполнены по аберрации света, теории микроскопа и оптического дальномера, теории цветов и некоторым другим темам. В 1842 Доплер теоретически обосновал зависимость частоты колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Это явление впоследствии было названо его именем (эффект Доплера).

В 1848 году эффект Доплера был уточнен французским физиком Арманом Физо, а в 1900 году – и экспериментально проверен А. А. Белопольским на лабораторной установке. Принцип Доплера получил многочисленные применения в самых разнообразных областях физики и техники (вплоть до радаров, используемых ГИБДД).

Умер Христиан Доплер 17 марта 1853 года в Венеции.

 

2. Ариста́рх Аполло́нович Белопо́льский (1 июля (13 июля) 1854, Москва – 16 мая 1934, Ленинград) – российский (советский) астроном; член Петербургской АН с 1903 года. В 1877 году окончил Московский университет, был оставлен при нём для подготовки к званию профессора. С 1879 по 1888 – ассистент Московской обсерватории. В 1888 перешёл в Пулковскую обсерваторию, сначала на должность адъюнкт-астронома, а с 1890 – астрофизика. В 1908 – 1916 – вице-директор, а в 1916 – 1919 – директор Пулковской обсерватории. С 1933 – её почётный директор. Умер в Пулково в 1934 году, похоронен на Пулковском кладбище.


Обложка / Оглавление / Разные задачи

Сайт управляется системой uCoz

Доплера эффект – Справочник химика 21

    Рассмотрим теперь амплитуду рассеяния вперед пиона с импульсом q и энергией ш в лабораторной системе л d. В приближении однократного рассеяния она состоит из когерентной суммы лр- и лп-амплитуд рассеяния вперед Лгр(ч р) и /лп(я р), относящихся к нуклонам, движущимся с импульсом р внутри дейтрона (считаем, что частицы находятся на массовой поверхности). Амплитуда однократного рассеяния вперед с уширением за счет доплер-эффекта равна [c.118]
    Компенсировать энергетический сдвиг 2Н между линиями испускания и поглощения можно за счет эффекта Доплера, если заставить излучающее и поглощающее ядра двигаться с относительной скоростью V, определяемой соотношением [c.182]

    Когда мессбауэровские ядра вводят в объект исследования, энергии изомерных переходов изменяются в результате взаимодействия их с электронами решетки. Это значит, что энергии переходов в источнике и поглотителе отличаются — спектр ЯГР не наблюдается. Для изменения частоты источника в нужной области Мессбауэр использовал эффект Доплера . При перемещении источника волн относительно поглотителя со скоростью хю частота меняется согласно уравнению [c.192]

    Эффект Доплера — изменение частоты при движении источника волн относительно приемника. При движении источника к приемнику частота увеличивается, а при удалении от него, наоборот, падает. [c.192]

    Доплер Кристиан (1803—1853)—австрийский физик и астроном. Сформулировал принцип акустики и оптики, которым обосновал существование эффекта, названного его именем. [c.192]

    Открытия эффекта Доплера в каналовых лучах и расщепления спектральных линий в. электрическом поле [c.777]

    Этот метод основан на следующем принципе. Вследствие того что спектр падающего света подвержен влиянию эффекта Доплера, частота молекул, движущихся в растворе, несколько меняет- [c.213]

    Доплеровское уширение. При движении источника излучения к наблюдателю (приемнику излучения) частота излучения увеличивается, при движении от наблюдателя — уменьшается. Этот эффект известен как эффект Доплера. Излучающие или поглощающие частшда вследствие наличия у них тепловой энергии совершают хаотические движения во всех направлениях относительно приемника излучения. Это приводит к упш-рению спектральных линий, прямо пропорциональному Vt, где Т — абсолютная температура объекта. При комнатной температуре величина доплеровского уширения составляет порядка -10 нм. [c.205]

    Уже отмечалось, что в случае колебательных спектров паров и газов полосы поглощения имеют вращательную структуру, образующуюся в результате наложения вращательных энергетических уровней на колебательные. В жидком состоянии и растворе вращательная структура исчезает, так как вращение сильно затруднено. (Молекулы с малыми моментами инерции, находящиеся в неполярных растворителях, должны, по-видимому, иметь неквантованное вращение [146].) По сравнению с узкими линиями все полосы поглощения имеют контуры, симметричные относительно центрального максимума со слабыми крыльями в обе стороны. Факторами, оказывающими влияние на распределение интенсивностей в газах [223], являются естественная ширина ЛИНИН, возникающая из-за затухания излучения, эффект Доплера, ударное уширение и специфические межмолекулярные взаимодействия. В конденсированных фазах контуры полос обусловлены главным образом столкновениями ближайших соседей и специфическими взаимодействиями. Иногда важное значение приобретают также изотопное расщепление, резонанс Ферми и горячие полосы (стр. 151). [c.150]


    Второй метод оптического приема упругих колебаний основан на эффекте Доплера. При отражении от колеблющейся поверхности ОК монохроматического лазерного луча происходит частотная модуляция отраженного света. При частотном детектировании в приемном усфОйстве отраженной от ОК световой волны колебания частоты преобразуются в изменения амплитуды, используемые для оценки и представления результатов. [c.227]

    Метод доплеровского уширения, основанный на измерении распределения энергии аннигиляционных фотонов с применением эффекта Доплера. Вследствие эффекта Доплера с увеличением скорости аннигилирующей пары распределение энергий аннигиляционных фотонов становится шире. С помощью этого метода оценивается также распределение момента аннигилирующей пары. [c.305]

    Второй метод оптического приема упругих колебаний основан на эффекте Доплера [394]. При отражении от колеблющейся поверхности ОК монохроматического лазерного луча происходит частотная модуляция отраженного света по закону [c.78]

    А.К. Гурвичем и A.A. Марковым предложено использовать при контроле рельсов эффект Доплера. Оказалось, что целесообразно применять непрерывное излучение, однако вследствие ограниченной диаграммы направленности и постоянного движения преобразователя на входе дефектоскопа будут образовываться импульсы. При скорости движения 15 м/с доплеровское смещение частоты составит 15 кГц. Эхометод на базе эффекта Доплера по сравнению с обычным эхометодом обладает более высокой помехозащищенностью благодаря концентрации энергии эхосигналов в узком спектре частот и существенно большей мощности полезных эхосигналов.[c.472]

    Доплера эффект (принцип, сдвиг) Изменение (кажущееся) частоты колебаний или длины волны (напр,, звука или света), воспринимаемое наблюдателем при движении источника колебаний и наблюдателя относит, друг друга. Звук от прибижающегося источника ввиду изменения частоты колебаний кажется наблюдателю более высоким или, наоборот, более низким при удалении от него. Д.э. применяется в р а -дио- и гидролокации для измерения скорости движущихся целей. В спектроскопии доплеровское уширение линий излучения атомов и ионов позволяет измерять их т-ры. Сдвиг линий в спектрах излучения удаленных галактик привели к гипотезе расширяющейся галактики. Назв. по им. австр. [c.74]

    Для решения ряда задач аэро- и гидромеханики в последнее время получил широкое распространение лазерный доплеров-ский метод [145]. Появление оптических квантовых генераторов дало возможность создавать оптические доплеровские измерители скорости, которые могут быть использованы для исследования несамосветящихся объектов. Сущность эффекта Доплера заключается в изменении частоты электромагнитных колебаний при рассеянии на частицах, движущихся в потоке. Разность между частотами колебаний опорного и рассеянного излучений соответствует доплеровскому сдвигу частоты, пропорциональному скорости движения частиц потока. В исследуемые потоки вводятся мелкие частицы, причем при использовании квантовых генераторов в качестве источника когерентного излучения концентрация частиц (например, шарики полистирола диаметром 0,5 мкм) может быть ничтожной (1 30 000), что практически не сказывается на гидродинамических характеристиках потока. Интересные результаты работы [146], в которой метод использован для исследования распределения скоростей в жидкости при естественной конвекции, позволяют судить о возможности использования этого метода и для изучения поверхностной конвекции. [c.105]

    Плазма тлеющего разряда внутри катода имеет температуру около 800 К- Благодаря относительно малому давлению и низкой температуре лоренцевское и доплеровское уширение линий испускания в лампе с полым катодом существенно меньше (на 2 порядка), чем в применяемых атомизаторах, например в пламени. Поэтому лампы с полым катодом удовлетворяют требованиям, предъявляемым к источникам в атомно-абсорбционном анализе, т. е. линии в спектре испускания являются очень узкими. Эффективность работы лампы с полым катодом зависит от ее конструкции и напряжения, которое подводится к электродам. Высокие напряжения и соответственно высокие значения тока приводят к увеличению интенсивности свечения. Однако это преимущество часто приводит к увеличению эффекта Доплера для линии испускания атома металла. Более того, кинетическая энергия иона инертного газа, бомбардирующего внутренние стенки полого катода, зависит от массы иона, напряжения на электродах лампы и числа соударений в единицу времени, которые происходят по мере движения иона инертного газа к катоду. Чем выше значение тока, тем больше относительное число невозбужденных атомов в облаке, вырванном в результате бомбардировки стенок полого катода ионами инертного газа. Невозбужденные атомы материала катода способны поглощать излучение, испускаемое возбужденными атомами. В результате наблюдается самоноглощение, которое уменьшает интенсивность в центре линии испускания лампы. [c.144]


    В наиболее важных случаях, когда линия излучения уширена за счет эффекта Доплера (газ низкого давления) или в основном за счет столкновений частиц (газ с давлением порядка 1-ь10 кПа при излучении в ИК-области спектра и 10- -100 кПа при излучении в видимой области спектра), ее контур описывается соответственно кривыми Гаусса или Лоренца. Поэтому с условием нормировки [c.164]

    Броуновское движение приводит к тому, что частицы дисперсной фазы в любой. момент времени обладают скоростями, лежащими в некотором интервале. Вследствие этого частота рассеянного излучения уже не будет совпадать с частотой падающего. Это явление известно как эффект Доплера. Согласно эффекту Доплера частота излучения зависит от скорости источника. Возникает так называемое доплеровское уширение спектров. Уширение спектральной линии может быть измерено с помощью спектрометров с высокой разрешающей способностью т иа ДФС-12. Анализ доилеровского уширения дает возможность определения оэффициента диффузии частиц, а по нему и их размеров. Этот метод обладает достаточно хорошей точностью. [c.95]

    Появление атомов, имеющих проекцию с разными знака- VIи, равновероятно, поэтому для совокуппости атомов эффект Доплера приводит к симметричному уширению наблюдаемой линии, ширина которой мо Кет быть описана следующим выражением  [c.15]

    Микроволновый спектрометр состоят из источника излучения (чаще всего клистрона), ячейки с исследуемым в-вом (или ииогда объемного резонатора), детектора (полупроводникового или болометра) и устройства, позволяющего модулировать частоты спектральных линий внешним электрическим Штарка эффект) или магн. полем Зеелиша эффект). Ширина спектральной линии обусловлена гл. обр. эффектом Доплера и соударениями молекул. Чтобы уменьшить роль соударений, эксперимент проводят при низкнх т-рах (200 К) и давлениях газа ( 0,13 Па, 10 мм рт. ст.) или используют мол. пучки, в к-рых практически отсутствуют соударения молекул. Это обусловливает высокую разрешающую способность метода (Погрешности определения частот о, а следовательно, и крайне малы (АВд 10 см , 10 нм), что позволяет установить геом. параметры двухатомных молекул с наивысшей точностью по сравнению с др. методами иосле-дования структуры (в частности, дифракционными). [c.83]

    Для наблюдения эффекта Мессбауэра источник и поглотитель смещают друг относительно друга со скоростями в пределах п мм/с. Обычно движется источник излучения. При этом из-за эффекта Доплера в некоторых пределах непрерывно изменяется частота 7-излучения, попадающего на образец. В случае совпадения энергий происходит резонансное взаимодействие 7-кванта с ядром образца, т. е. доплеровский сдвиг линии источника компенсирует сдвиг линии в образце относительно неподвижного образца. Разница в резонансных частотах ядер возникает в разных матрицах из-за различного характера взаимодействий ядра с окружением. Отсюда логично вытекает необходимость применения эталонных веществ для стандартизации параметров ЯГР-спектров. Принято использовать для Ре в этом качестве матрицы нержавеющей стали либо нитропруссида натрия Ыа2ре(СЫ)5ЫО. [c.207]

    Для дистанционной регистрации акустических колебаний поверхности объекта контроля могут применяться оптические, СВЧ и акустические волны в воздухе с использованием эффектов интерференции и эффектов Доплера. Например, бесконтактное оптическое наблюдение за колебаниями поверхности контролируемого твердого тела осуществляется с помощью интерферометра. Луч лазера расщепляется полупрозрачным зеркалом на два луча, которые отражаются от неподвижного зеркала и изделия, поверхность которого колеблется под действием ультразвуковой волны. Лучи принимаются фотоумножителем. Чувствительность метода при приеме в 1000 раз меньше, чем при иммерсионном способе контроля. Кроме того, интерферометр – это довольно сложное, фомоздкое, чувствительное к вибрациям устройство.[c.227]

    Спектр прошедшего через поглотитель излучения, получаемый обычно в опытах по эффекту Мёссбауэра при относительном (со скоростью и) движении источника и поглотителя, обусловлен изменением энергии укванта Д = Eov/ (с — скорость света) за счет эффекта Доплера. Этот спектр е(х) определяется выражением [1]  [c.874]


эффект Доплера

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 : lietuvių, anglų, prancūzų, vokiečių ir rusų kalbomis. – Vilnius : Mokslo ir enciklopedijų leidybos institutas. Vilius Palenskis, Vytautas Valiukėnas, Valerijonas Žalkauskas, Pranas Juozas Žilinskas. 2007.

  • effet Doppler
  • Doplerio greitis

Look at other dictionaries:

  • 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 — Источник волн перемещается налево. Тогда слева частота волн становится выше (больше), а справа ниже (меньше), другими словами, если источник волн догоняет испускаемые им волны, то длина волны уменьшается. Если удаляется длина волны увеличивается …   Википедия

  • 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 — 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

Ультразвуковая доплерография сосудов шеи и головы (УЗИ Доплера)

Доплерография – ультразвуковое исследование, которое является основным средством обследования кровотока и кровеносных сосудов, ранней диагностики заболеваний артерий и вен, которые могут привести к инсульту, инфаркту или к легочной эмболии (внезапная закупорка лёгочной артерии). Такое обследование возможно благодаря ультразвуковому исследованию УЗИ, которое можно провести для головного мозга, использующему эффект Доплера.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДОПЛЕРОГРАФИЯ СОСУДОВ ШЕИ И ГОЛОВЫ ДОСТУПНА В ФИЛИАЛАХ:

Ультразвуковая доплерография в Приморском районе

Адрес: г. Санкт-Петербург, Приморский район, ул. Репищева, 13

Ультразвуковая доплерография в Петроградском районе

Адрес: г. Санкт-Петербург, Петроградский район, ул. Ленина, 5

Ультразвуковая доплерография во Всеволожске

Адрес: г. Всеволожск, Октябрьский пр-т, 96 А

Суть этого эффекта заключается в изменении частоты и длины волн (сигналов) по сравнению с первоначальными значениями, регистрируемых приёмником при отражении сигналов от движущегося предмета. Это изменение частоты пропорционально скорости движения объектов исследования (если движение происходит в сторону датчика, то частота увеличивается, если от датчика – уменьшается).

Это обследование может проводиться во время УЗИ, так как современное  ультразвуковое оборудование оснащено функцией доплерографа.

Ультразвуковая волна проходит через тело, отражается  от объекта, который находится в движении (например, кровоток) и возвращается к датчику. Датчик, в свою очередь, соединен проводом с аппаратом УЗИ, который регистрирует изменения частоты ультразвуковых волн, отраженных от текущей крови и отображает их на мониторе.

Врач ультразвуковой диагностики, проводящий УЗИ сосудов шеи и головы, видит, где кровь течет медленнее, где быстрее, а где может возвращаться, так как есть нарушения и до конца не закрываются венозные клапаны.

Как правило, проведение УЗИ сонной и позвоночных артерий назначается в случае болей головы и головокружениях. УЗИ сосудов шеи является важным этапом при диагностике заболеваний кровеносных сосудов головного мозга и оценки факторов риска инсульта.

Кроме того, данный метод позволяет оценить состояние стенок сонных артерий (ширину и непрерывность), наличие атеросклеротических бляшек, их форму и состав, осуществлять контроль над артериальным кровотоком  (измерение скорости потока в каждом отделе артерии позволяет судить  о выраженности стенозов – сужении сонной артерии). Пациенты, с бессимптомным стенозом находятся в группе повышенного риска инсульта. Такие бессимптомные проявления можно лечить хирургическим способом, что значительно снижает риск инсульта в последующие годы.

Также доплерография используется для оценки кровоснабжения опухолей различных органов (большинство из них усиленно снабжается кровью).

Подготовка и проведение УЗИ с доплерографией

Данный вид обследования не требует специальной подготовки.

Для проведения доплерографии нет возрастных ограничений и его  можно повторять несколько раз. Это неинвазивный и безболезненный метод, который не требует анестезии.

Пациент при обследовании лежит на кушетке. Врач  наносит кожу специальный гиппоалергенный гель, который способствует проникновению ультразвуковых волн и улучшает скольжение датчика. После первоначальной оценки внешнего вида сосудов обследуемой области с помощью УЗИ, начинается доплеровская часть исследования кровотока.

Хотя УЗИ Доплера и похоже на обычное ультразвуковое обследование, оно дополнительно сопровождается звуковой эффектом – компьютерной обработкой звука течения крови, протекающей по сосудам. Для врача, изменения в этом шуме являются  дополнительной информацией при обследовании.

Результаты обследования выдаются сразу. Врач описывает изменения, их расположение и внешний вид. В зависимости от типа устройства УЗИ, к расшифровке обследования могут быть прикреплены диаграммы или цветной рисунок.

В нашем медицинском центре для проведения доплерографии сосудов мы используем многофункциональный современный ультразвуковой диагностический сканер MyLab30, который позволяет проводить как классическое обследование УЗИ, так и УЗИ с доплерографией.

Показания к проведению доплерографии сосудов головного мозга

Доплерография сосудов шеи назначается, если пациент жалуется на:

  • Головные боли
  • Головокружение
  • Неврологические симптомы, указывающие на недостаточное кровоснабжение центральной нервной системы
  • Обмороки
  • Нарушение равновесия
  • Звон в ушах
  • Нарушения памяти
  • Инсульт
  • После травм шеи
  • Атеросклероз

 В нашей клинике  Вы можете сделать доплерографию сосудов головы и шеи (в СПб), а также пройти обследование у квалифицированных специалистов других направлений.

Получить подробную информацию о доплерографии в СПб, ценах на УЗИ сосудов головы и шеи и  записаться на приём можно по телефону  или форму обратной связи внизу страницы.

Диагностику проводят врачи:

Выберите филиал“Династия” на Новочеркасском пр-те, Красногвардейский район“Династия” на Ленина, Петроградский район“Династия” на Репищева, Приморский район“Династия” во ВсеволожскеВыездная служба

Стоимость услуг:

Наименование услуг  Цена в рублях
Санкт-Петербург Всеволожск
Дуплексное сканирование брахиоцефальных сосудов шеи 1900 1650
Дуплексное сканирование сосудов головного мозга 1800 1800
Дуплексное сканирование сосудов головного мозга и шеи 2900 2400

ЗАПИСЬ НА УЛЬТРАЗВУКОВУЮ ДОПЛЕРОГРАФИЮ СОСУДОВ ШЕИ И ГОЛОВЫ (УЗИ ДОПЛЕРА)

Ваша заявка отправлена

Менеджер свяжется с вами для уточнения деталей

Мы ценим ваше обращение в наш медицинский центр “Династия”

Эффект Доплера

Когда любой объект движется по воздуху, воздух рядом с объектом возмущается. Нарушения передается по воздуху с определенной скоростью, называемой скорость звука. Звук – это ощущение, создаваемое в человеческом головного мозга в ответ на небольшие колебания давления воздуха. Звук распространяется по воздуху в виде серии волн. Когда волны проходят наши уши, звук обнаруживается. Расстояние между любыми двумя волн называется длина волны , а временной интервал между волнами прохождение называется частотой .Длина волны и частота связаны скоростью звука; высоко частота подразумевает короткую длину волны, а низкая частота подразумевает большую длину волны. Мозг связывает определенное музыкальный высоты тона с каждой частотой; чем выше частота, тем выше тон. Точно так же более короткие волны производят более высокие частоты. Скорость передачи звука остается постоянной независимо от частота или длина волны. Скорость звука зависит только от состояние воздуха (или газа) не по характеристикам генерирующих источник.

Поскольку скорость звука зависит только от состояния газа, некоторые интересные физические явления возникают при движении источника звука через однородный газ. Ты можно изучить некоторые из этих явлений с помощью интерактивного звуковая волна симулятор. Когда источник движется, он продолжает генерировать звуковые волны. которые движутся со скоростью звука. Поскольку источник движется медленнее, чем со скоростью звука, волны удаляются от источника. вверх по течению (в направление движения), волны группируются, а длина волны уменьшается.Вниз по течению волны распространяются и длина волны увеличивается. То Звук, воспринимаемый нашим ухом, будет изменяться по высоте по мере прохождения объекта. Это изменение высоты тона называется эффект Доплера . Существуют уравнения, описывающие эффект Доплера. Так как движущийся источник приближается к нашему уху, длина волны короче, частота выше, и мы слышим более высокий тон. Если мы назовем приближающийся частота fa , скорость звука a , скорость приближающегося источника u , а частота звука в источнике f , тогда

fa = [f * a] / [a – u]

Когда движущийся источник покидает нас, длина волны больше, частота ниже, а высота звука ниже. Опять таки. если уходящая частота называется эт , то

fl = [f * a] / [a + u]


Виды деятельности:

Экскурсии с гидом
  • звуковых волн:
  • Симулятор звуковой волны:

Навигация ..


Домашняя страница руководства для начинающих

Доплеровский сдвиг | COSMOS

Когда тело, испускающее излучение, имеет ненулевую радиальную скорость относительно наблюдателя, длина волны излучения будет укорачивается или удлиняется в зависимости от того, движется ли тело к наблюдателю или от него.Это изменение наблюдаемой длины волны или частоты известно как доплеровский сдвиг.

Если объект движется к наблюдателю, тогда излучение будет смещено в сторону синего , т. е. длина волны излучения будет укорочена, перемещая его в сторону синего конца спектра. Если объект удаляется на от наблюдателя на , то излучение будет смещено на в красную сторону на , т. е. длина волны излучения увеличится, сдвинув его к красному концу спектра.

На самом деле это явление будет иметь место при любом типе волн, излучаемых движущимся телом, например, при звуковых волнах. Это заметно, например, при прослушивании звука сирены на пожарной машине — по мере приближения пожарной машины высота звука сирены увеличивается (поскольку звуковые волны укорачиваются, что приводит к более высокой частоте), а пожарная машина отступает, тон сирены уменьшится (поскольку звуковые волны удлинились, что привело к более низкой частоте).

Доплеровский сдвиг: длина волны обнаруженного излучения зависит от движения объекта в момент испускания фотона.
Авторы и права: NASA/JPL-Caltech.

Доплеровский сдвиг наблюдается во многих астрономических объектах, особенно в двойных или множественных системах, где один или несколько объектов вращаются вокруг друг друга. Например, один из методов обнаружения планет или слабых звезд-компаньонов заключается в поиске доплеровского сдвига в излучении спектральной линии звезды как функции времени.

Доплеровское смещение отличается от космологического красного смещения, вызванного расширением Вселенной, и гравитационного красного смещения, вызванного сильным гравитационным полем, заставляющим фотон терять энергию до того, как он достигнет нас.


Эффект Доплера

Внезапное изменение высоты звука автомобильного гудка, когда автомобиль проезжает мимо (движение источника) или высоты звука магнитофона на тротуаре, когда вы проезжаете мимо в своей машине (движение наблюдателя), впервые было объяснено в 1842 году Кристианом Допплером. Его Эффект Доплера — это сдвиг частоты и длины волны, возникающий в результате движения источника относительно среды, приемника, движущегося относительно среды, или даже движущейся среды.

Воспринимаемая частота ( f ´) связана с фактической частотой ( f 0 ) и относительными скоростями источника ( v с ), наблюдателя ( v o ), а скорость ( v ) волн в среде на

$$ f’=f_O\biggl ( \frac{v\pm v_o}{v \pm v_s}\biggr ) $$

Выбор использования знака плюс (+) или минус (-) сделан в соответствии с соглашением, согласно которому, если относительное движение источника и наблюдателя таково, что они движутся на друг к другу, воспринимаемая частота ( f ´) на выше фактической частоты ( f 0 ). Аналогичным образом, если относительное движение источника и наблюдателя таково, что они удаляются на друг от друга на , воспринимаемая частота ( f ´) на меньше, чем фактической частоты ( f 0 ).

Хотя эффект Доплера впервые был обнаружен для звуковых волн, он справедлив для всех типов волн, включая световые и другие электромагнитные волны (хотя для электромагнитных волн — из-за теории относительности Эйнштейна — имеет значение только относительная скорость, и не имеет значения, источник или наблюдатель движется).Эффект Доплера для световых волн обычно описывается с точки зрения цвета, а не частоты. Красное смещение возникает, когда источник и наблюдатель удаляются друг от друга, а синее смещение возникает, когда источник и наблюдатель движутся навстречу друг другу. Красное смещение света от далеких галактик доказывает, что Вселенная расширяется.

Анимация ниже иллюстрирует это явление для движущегося источника звуковых волн и неподвижного наблюдателя.

5.6 Эффект Доплера — Астрономия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните, почему спектральные линии фотонов, которые мы наблюдаем от объекта, изменяются в результате движения объекта к нам или от нас
  • Опишите, как мы можем использовать эффект Доплера для определения скорости движения астрономических объектов в пространстве

Последние два раздела познакомили вас со многими новыми концепциями, и мы надеемся, что благодаря им вы увидели появление одной важной идеи.Астрономы могут узнать об элементах в звездах и галактиках, расшифровав информацию в их спектральных линиях. Однако есть один усложняющий фактор в обучении расшифровке сообщения звездного света. Если звезда движется к нам или от нас, ее линии будут находиться в немного другом месте в спектре, чем у покоящейся звезды. И большинство объектов во Вселенной имеют некоторое движение относительно Солнца.

Движение влияет на волны

В 1842 году Кристиан Доплер впервые измерил влияние движения на волны, наняв группу музыкантов, чтобы они играли на открытом железнодорожном вагоне, когда он двигался по рельсам. Затем он применил то, что узнал, ко всем волнам, включая свет, и указал, что если источник света приближается или удаляется от наблюдателя, то световые волны будут, соответственно, сгущаться или распространяться. Общий принцип, теперь известный как эффект Доплера, показан на рис. 5.22.

Фигура 5.22 Эффект Допплера. (a) Источник S создает волны, гребни которых (1, 2, 3 и 4) омывают неподвижного наблюдателя. (b) Теперь источник S движется к наблюдателю A и удаляется от наблюдателя C .Гребень 1 волны возник, когда источник находился в положении S1, гребень 2 — в положении S2 и так далее. Наблюдатель A видит волны, сжатые этим движением, и видит синее смещение (если волны светлые). Наблюдатель C видит волны, растянутые движением, и видит красное смещение. Наблюдатель B , чья линия зрения перпендикулярна движению источника, не видит изменений в волнах (и чувствует себя обделенным).

В части (а) рисунка источник света (S) неподвижен относительно наблюдателя.Источник испускает серию волн, гребни которых мы обозначили цифрами 1, 2, 3 и 4. Световые волны равномерно распространяются во всех направлениях, как рябь от брызг в пруду. Гребни разделены расстоянием λ, где λ — длина волны. Наблюдатель, находящийся в направлении нижней части изображения, видит световые волны, идущие красиво и равномерно на расстоянии одной длины волны. Наблюдатели, находящиеся в любом другом месте, увидят то же самое.

С другой стороны, если источник света движется относительно наблюдателя, как видно из части (б), ситуация усложняется.Между моментом появления одного гребня и готовностью к выходу следующего источник немного сместился к нижней части страницы. С точки зрения наблюдателя A , это движение источника уменьшило расстояние между гребнями — он сжимает гребни вместе, мог бы сказать этот наблюдатель.

В части (b) мы показываем ситуацию с точки зрения трех наблюдателей. Источник виден в четырех положениях: S 1 , S 2 , S 3 и S 4 , каждое из которых соответствует излучению одного гребня волны.Наблюдателю A кажется, что волны следуют друг за другом более тесно, с уменьшенной длиной волны и, следовательно, с увеличенной частотой. (Помните, что все световые волны распространяются со скоростью света через пустое пространство, несмотря ни на что. Это означает, что движение не может влиять на скорость, а только на длину волны и частоту. Когда длина волны уменьшается, частота должна увеличиваться. Если волны короче, за каждую секунду сможет пройти больше.)

Для других наблюдателей ситуация иная.Посмотрим на ситуацию с точки зрения наблюдателя C , расположенного напротив наблюдателя A на рисунке. Для нее источник удаляется от ее местоположения. В результате волны не сжимаются, а распространяются движением источника. Гребни приходят с увеличенной длиной волны и уменьшенной частотой. Для наблюдателя B в направлении, перпендикулярном движению источника, никакого эффекта не наблюдается. Длина волны и частота остаются такими же, как и в части (а) рисунка.

Из этого рисунка видно, что эффект Доплера создается только движением к наблюдателю или от него, движением, называемым радиальной скоростью. Движение вбок такого эффекта не дает. Наблюдатели между A и B заметят некоторое укорочение световых волн для той части движения источника, которая находится вдоль их луча зрения. Наблюдатели между B и C заметят удлинение световых волн вдоль их луча зрения.

Возможно, вы слышали эффект Доплера со звуковыми волнами. Когда свисток поезда или полицейская сирена приближается к вам, а затем удаляется, вы заметите уменьшение высоты (именно так человеческие чувства интерпретируют частоту звуковой волны) звуковых волн. По сравнению с волнами в состоянии покоя, они изменились от немного более частых при приближении к вам до немного менее частых при удалении от вас.

Ссылка на обучение

Хороший пример такого изменения звука свистка поезда можно услышать в конце классической песни Beach Boys «Caroline, No» на их альбоме Pet Sounds .Чтобы услышать этот звук, перейдите на эту версию песни на YouTube. Звук поезда начинается примерно в 2:20.

Изменение цвета

Когда источник волн приближается к вам, длина волны немного уменьшается. Если задействованные волны представляют собой видимый свет, то цвета света немного меняются. По мере уменьшения длины волны они смещаются в сторону синего конца спектра: астрономы называют это голубым смещением (поскольку конец спектра на самом деле фиолетовый, термин, вероятно, должен быть фиолетовым сдвигом , но синий — более распространенный цвет). Когда источник удаляется от вас и длина волны увеличивается, мы называем изменение цвета красным смещением . Поскольку эффект Доплера впервые был использован для видимого света в астрономии, термины «синее смещение» и «красное смещение» стали общепринятыми. Сегодня астрономы используют эти слова для описания изменений длин волн радиоволн или рентгеновских лучей так же удобно, как используют их для описания изменений в видимом свете.

Чем больше движение к нам или от нас, тем больше доплеровский сдвиг.Если относительное движение происходит полностью вдоль луча зрения, формула доплеровского сдвига света равна

.

, где λ — длина волны, излучаемая источником, Δλ — разница между λ и длиной волны, измеренной наблюдателем, c — скорость света, а v — относительная скорость наблюдателя и источника в Поле зрения. Переменная v считается положительной, если скорость является скоростью отступления, и отрицательной, если она является скоростью приближения. Решая это уравнение для скорости, находим v = c × Δλ/λ.

Ссылка на обучение

Щелкните и перетащите объект, излучающий волны, или объект, принимающий волны, в этом симуляторе, чтобы самостоятельно поэкспериментировать с эффектом Доплера. Графики вверху показывают, как изменяются обнаруженные длины волн, если объекты приближаются друг к другу или удаляются друг от друга.

Если звезда приближается к нам или удаляется от нас, длины световых волн в ее непрерывном спектре кажутся соответственно укороченными или удлиненными, как и темные линии.Однако, если только ее скорость не достигает десятков тысяч километров в секунду, звезда не кажется заметно более синей или красной, чем обычно. Таким образом, доплеровский сдвиг нелегко обнаружить в непрерывном спектре и нельзя точно измерить в таком спектре. Однако длины волн линий поглощения можно точно измерить, а их доплеровский сдвиг обнаружить относительно просто.

Пример 5.6

Эффект Доплера
Мы можем использовать уравнение эффекта Доплера для расчета радиальной скорости объекта, если нам известны три вещи: скорость света, исходная (несмещенная) длина волны излучаемого света и разница между длиной волны излучаемого света и длиной волны мы наблюдаем.Для конкретных линий поглощения или излучения мы обычно точно знаем, какую длину волны имеет линия, в наших лабораториях на Земле, где источник света не движется. Мы можем измерить новую длину волны с помощью наших инструментов в телескопе, и поэтому мы знаем разницу в длине волны из-за доплеровского сдвига. Поскольку скорость света является универсальной константой, мы можем вычислить лучевую скорость звезды.

Определенная линия излучения водорода первоначально излучается с длиной волны 656.3 мили от газового облака. В наш телескоп мы наблюдаем, что длина волны эмиссионной линии составляет 656,6 нм. С какой скоростью движется это газовое облако к Земле или от нее?

Решение
Поскольку свет смещается в сторону большей длины волны (красное смещение), мы знаем, что это газовое облако удаляется от нас. Скорость можно рассчитать по формуле доплеровского сдвига: ν=c×Δλλ=(3,0×108 м/с)(0,3×108 м/с)(0,3×108 м/с)(0,3×10–9 м656,3×10–9 м)=140 000 м/с=140 км/с ν= c × Δλλ = (3,0 × 108 м / с) (0,3 нм 656,3 нм) = (3,0 × 108 м / с) (0,0.3×10–9 м656,3×10–9 м)=140 000 м/с=140 км/с
Проверьте свои знания
Предположим, что спектральная линия водорода, обычно с длиной волны 500 нм, наблюдается в спектре звезды с длиной волны 500,1 нм. С какой скоростью звезда движется к Земле или от нее?

Отвечать:

Поскольку свет смещается в сторону большей длины волны, звезда удаляется от нас:

ν=c×Δλλ=(3,0×108 м/с)(0,1×108 м/с)(0,1×10–9 м500×10–9 м)=60 000 м/с.ν=c×Δλλ=( 3,0×108 м/с)(0,1нм500нм)=(3,0×108м/с)(0,1×10-9м500×10-9м)=60000м/с.Его скорость
60 000 м/с.

Теперь вы можете спросить: если все звезды движутся и движение изменяет длину волны каждой спектральной линии, не будет ли это катастрофой для астрономов, пытающихся выяснить, какие элементы присутствуют в звездах? В конце концов, именно длина волны (или цвет) сообщает астрономам, какие линии принадлежат какому элементу. И мы сначала измеряем эти длины волн в контейнерах с газом в наших лабораториях, которые не двигаются. Если теперь каждая линия в спектре звезды смещается в результате ее движения на другую длину волны (цвет), то как мы можем быть уверены, какие линии и какие элементы мы наблюдаем в звезде, скорость которой нам неизвестна?

Мужайтесь.Эта ситуация звучит хуже, чем есть на самом деле. Астрономы редко судят на наличие элемента в астрономическом объекте одной линией. Именно 90 148 образцов 90 063 линий, уникальных для водорода или кальция, позволяют нам определить, являются ли эти элементы частью звезды или галактики, которую мы наблюдаем. Эффект Доплера не изменяет рисунок линий данного элемента — он лишь немного сдвигает весь рисунок в сторону более красных или голубых длин волн. Смещенный шаблон по-прежнему довольно легко распознать.Лучше всего то, что когда мы распознаем шаблон знакомого элемента, мы получаем бонус: величина смещения шаблона может позволить нам определить скорость объектов в поле нашего зрения.

Подготовка астрономов включает в себя большую работу по обучению расшифровке света (и других электромагнитных излучений). Умелый «декодер» может узнать температуру звезды, какие в ней элементы и даже ее скорость в направлении к нам или от нас. Это действительно впечатляющий объем информации о звездах, находящихся на расстоянии световых лет.

эффект Доплера « Einstein-Online

Как движение влияет на волны или другие виды постоянно повторяющихся сигналов в классической физике и специальной теории относительности.

Статья Маркуса Посселя

Частота волнообразного сигнала, такого как звук или свет, зависит от движения отправителя и получателя.Это известно как эффект Доплера . Некоторые его проявления мы знаем из повседневной жизни, например, сирена пожарной машины, резко меняющая тон по мере того, как машина проезжает мимо; другие представляют интерес в астрономии и астрофизике. Цель этого текста в центре внимания — поближе познакомиться с эффектом Доплера.

Отправлено и получено импульсов

Мы начнем с очень простой настройки, которую вы можете увидеть на следующей анимации. С правой стороны, обведенной красным, находится датчик, который излучает импульсы в регулярной последовательности.С левой стороны есть приемник, нарисованный синим цветом. Сами импульсы нарисованы красным, и все они движутся с одинаковой скоростью справа налево. Каждый раз, когда отправитель излучает новый импульс, индикатор мигает один раз. Точно так же мигающий свет указывает, когда импульс достиг приемника:

Если вы наблюдаете сначала за миганием индикатора на извещателе, а затем за миганием индикатора на приемнике, вы можете убедиться, что они оба мигают с одинаковым ритмом, другими словами: время между испусканием двух последовательных импульсов такое же, как и при время между приемом двух таких импульсов.

Переформулируя то же утверждение другими словами: частота, с которой испускаются импульсы – количество импульсов, испускаемых за определенный период времени, например, за одну секунду, – это то же самое, что и частота, с которой они принимаются.

Импульсы от приближающегося источника

Далее, давайте рассмотрим немного другую ситуацию, когда источник движется к детектору. Мы предполагаем, что движение отправителя не влияет на скорость, с которой распространяются импульсы, и что импульсы отправляются с той же частотой, что и раньше.Тем не менее, как мы можем видеть на следующей анимации, движение влияет на шаблон пульса:

Расстояние между последовательными импульсами теперь меньше, чем когда отправитель и получатель находились в состоянии покоя. Следовательно, импульсы поступают в приемник быстрее. Если мы сравним частоту, с которой мигают индикаторы у получателя и у отправителя, мы обнаружим, что индикатор у получателя мигает быстрее.

Более конкретно, в этой ситуации отправитель движется влево со скоростью, в три раза превышающей скорость импульсов.За время, необходимое для отправки от отправителя двух импульсов, к получателю поступило три импульса. Иными словами: частота, с которой принимаются импульсы, в 3/2=1,5 раза превышает частоту, с которой они излучаются. Частота сместилась, поэтому эффект Доплера часто называют доплеровским сдвигом .

Как это происходит? Вернемся к случаю неподвижного отправителя. Вот снимок отправителя, испускающего один импульс:

По прошествии некоторого интервала времени T отправитель излучает второй импульс, как показано здесь.Тем временем первый импульс переместится на расстояние d влево:

Расстояние d определяет время, за которое два последовательных импульса достигают приемника. Все импульсы распространяются с одинаковой скоростью, и время между двумя поступлениями — это просто время, которое требуется второму импульсу для прохождения расстояния d. Чем больше d, тем больше время пройдет между приходами двух последовательных импульсов. Чем больше расстояние между двумя последовательными импульсами, тем ниже частота прихода импульсов – если импульсы разделены большим расстоянием, только сравнительно небольшое их количество достигнет приемника за заданное время.

Пока все хорошо. Но что, если отправитель переезжает? Опять же, вот снимок движущегося источника, испускающего один импульс:

По истечении того же интервала времени T отправитель выдаст второй импульс. Тем временем первый импульс снова переместился на расстояние d влево. Но в данном случае это не единственное, что сдвинулось. Сам отправитель переместился влево на определенное расстояние D, как показано здесь:

Из-за движения отправителя расстояние между двумя последовательными импульсами в данном случае не d, а d-D.Но когда расстояние между последовательными импульсами меньше, интервал времени, который проходит между их приходом к детектору, также меньше или, другими словами, частота, с которой импульсы приходят к детектору, выше!

Это наш первый пример эффекта Доплера: когда передатчик движется к приемнику, частота, с которой импульсы достигают приемника, выше, чем частота, с которой они излучаются передатчиком.

Источник удаляется от приемника

Что делать, если источник движется не к приемнику, а от него? Эта ситуация показана на следующей анимации:

 

 

На этот раз индикатор приемника мигает немного медленнее, чем индикатор отправителя — частота, с которой принимаются импульсы, немного ниже, чем частота их отправки. Точнее, источник движется вправо со скоростью, в три раза меньшей, чем скорость, с которой импульсы движутся влево. В течение того же времени, когда посылаются четыре импульса, принимаются три импульса.

Это легко понять так же, как и раньше. Вот еще раз снимок источника, испускающего один конкретный импульс:

По истечении времени T выдается второй импульс. За это время первый импульс еще раз прошел расстояние d. Но вдобавок источник переместился вправо на расстояние D:

Таким образом, расстояние между двумя последовательными импульсами теперь на больше , чем для неподвижного источника — это d+D, а не просто d.Но большее расстояние означает, что импульсы приходят к приемнику реже . Это наш второй пример эффекта Доплера: когда отправитель удаляется от получателя, частота, с которой импульсы достигают получателя, ниже, чем частота, с которой они излучаются отправителем.

От импульсов к волнам

Теперь представьте, что вместо отдельных импульсов наш передатчик излучает простую волну — бегущую волну, максимумы и минимумы (горбы и впадины) некоторой физической величины следуют друг за другом с идеальной регулярностью и распространяются с некоторой постоянной скоростью в пространстве:

Например, наш отправитель может излучать звуковую волну, в которой гребни и впадины волны соответствуют областям максимального или минимального давления воздуха соответственно. Такая звуковая волна будет распространяться по воздуху с постоянной скоростью, скоростью звука. В качестве альтернативы наш отправитель мог бы излучать электромагнитную волну, где гребни и впадины соответствуют положениям максимального или минимального значения более абстрактной физической величины, электрического или магнитного поля. Одним из примеров такого электромагнитного поля может быть обычный свет.

Один из ключевых выводов заключается в том, что все аргументы, которые мы привели об излучении импульсов, применимы и к излучению последующих гребней (или впадин) волн.Например, если источник движется к приемнику, он будет излучать каждый гребень волны несколько ближе к своему непосредственному предшественнику, чем если бы источник находился в состоянии покоя. Это подводит нас к более распространенной версии эффекта Доплера, которая говорит о волнах: если источник волны движется к приемнику, частота, с которой волны принимаются, выше, чем частота, с которой они посылаются. вне. И наоборот, если источник удаляется, то частота, с которой принимаются волны, ниже.

Что касается звуковых волн, то многие читатели на собственном опыте столкнутся с этим явлением. Для этих волн более высокая частота соответствует более высокому тону, более низкая частота соответствует более низкому тону. Предположим, что вы стоите возле дороги, по которой проезжает пожарная или полицейская машина. По мере того, как машина приближается к вам, затем проходит мимо вас и, наконец, удаляется от вас, вы можете отчетливо слышать, как тон ее сирены сначала становится выше, а затем довольно резко падает ниже.

Воспроизвести [MP3, 258 кБ], скачать [ZIP, 184 кБ]

Для простых световых волн частота связана с цветом.Самая низкая возможная частота видимого света соответствует красноватому свету. Переходя к более высоким частотам, мы пересекаем видимый спектр от красного к желтому, зеленому, синему и фиолетовому, как показано здесь:

.

Свет от источника, движущегося к наблюдателю, будет смещен в сторону более высоких частот или, что то же самое, в сторону сине-фиолетового конца спектра. Следовательно, такие сдвиги в сторону более высоких частот обычно известны как синие сдвиги. И наоборот, говорят, что свет от источника, удаляющегося от наблюдателя, смещен в красную сторону.

Эта терминология применяется гораздо шире, чем просто видимый свет — в общем случае сдвиги в сторону более высоких частот называются синими, а сдвиги в сторону более низких частот — красными, даже для волн, которые вообще не связаны ни с какими цветами, например радиоволны или гравитационные волны.

Доплеровский сдвиг в двух измерениях

До сих пор мы рассматривали только импульсы (или, в более широком смысле, волны), испускаемые в одном конкретном направлении. Чтобы лучше понять эффект Доплера, весьма поучительно взглянуть на сигналы или волны, излучаемые во всех направлениях одновременно.Однако в целях иллюстрации давайте ограничимся двумя измерениями и рассмотрим волну, испускаемую в плоскости, как показано на этой анимации:

Например, источником (красным) может быть кто-то, парящий над озером и периодически двигающий поршень вверх и вниз в воде. Расширяющиеся красные кольца тогда были бы гребнями водяных волн, бегущих наружу по поверхности озера. Альтернативно, источником может быть источник света, излучающий свет во всех направлениях.В этом случае ярко-красные линии могут быть максимумами электромагнитных волн. Для источника, излучающего звуковые волны, красные кольца могут быть зонами максимального давления воздуха.

Следующая анимация показывает, что происходит, когда источник не находится в состоянии покоя, а движется (опять же, со скоростью, равной одной трети скорости волны) влево:

Очевидно, что центр каждого нового круглого гребня теперь находится немного левее его предшественника. В результате мы можем видеть сразу все аспекты эффекта Доплера: гребни, движущиеся прямо влево, сгруппированы, что соответствует более высокой частоте волны.Наблюдатель, принимающий эти волны, увидит, как источник движется к себе, и заметит соответствующее синее смещение волн. И наоборот, гребни, движущиеся прямо вправо, находятся дальше друг от друга, что соответствует красному смещению, наблюдаемому любым, кто видит, что источник движется прямо от себя. С другой стороны, наблюдатель сбоку (прямо вверх или прямо вниз на картинке), который не видит, как источник движется ни к себе, ни от себя, не сообщит о сдвиге частоты.

Что, если источник движется так же быстро, как и сами сигналы? В этом случае сигналы впереди группируются и все поступают на приемник в одно и то же время. Опять же, вариант этого будет частью опыта многих читателей: звуковой удар производится именно таким образом, когда самолет достигает (а затем превосходит) скорость звука. Сам бум представляет собой именно такой набор «сгруппированных» звуковых волн.

Что делать, если приемник движется?

В приведенных выше параграфах мы рассмотрели только движущиеся источники.На самом деле более внимательное рассмотрение случаев, когда приемник находится в движении, покажет, что такое движение приводит к очень похожему эффекту Доплера. Вот анимация движения приемника к источнику:

Глядя на два световых индикатора, вы можете сами увидеть, что снова наблюдается синее смещение – частота импульсов, измеренная на приемнике, несколько выше, чем частота, с которой посылаются импульсы. На этот раз расстояния между последующими импульсами не изменяются, но все же имеет место частотный сдвиг: по мере того, как приемник приближается к каждому импульсу, время до встречи импульса и приемника сокращается.

В этой конкретной анимации, в которой приемник движется к источнику со скоростью, равной одной трети скорости самих импульсов, четыре импульса принимаются за время, необходимое источнику для испускания трех импульсов.

Точно так же, когда приемник удаляется от источника, каждый импульс должен пройти немного большее расстояние, чем предыдущий, чтобы достичь приемника. Результат можно увидеть на этой анимации:

 

И снова приемник движется со скоростью, равной одной трети скорости импульсов, на этот раз от источника.За время, необходимое для того, чтобы источник испустил три импульса, только два импульса достигают приемника — частота импульсов в приемнике «смещается в красную область» до 66,67 процента исходной частоты импульсов в источнике.

Эффект Доплера в специальной теории относительности

Все наши аргументы до сих пор основывались на классической физике. Как только мы принимаем во внимание специальную теорию относительности, возникает дополнительный эффект: замедление времени. Предположим, что наблюдатель у приемника является одним из стандартных наблюдателей специальной теории относительности: инерциальным наблюдателем (например, наблюдателем, свободно плавающим в пространстве вдали от всех значительных источников гравитации).Для такого наблюдателя все происходящее на движущемся к нему источнике будет казаться замедленным. В частности, такой наблюдатель обнаружит, что импульсы посылаются с меньшей скоростью, чем скорость, измеренная наблюдателем, который находится в покое относительно источника.

Наоборот, если ввести инерциального наблюдателя, покоящегося относительно источника, и позволить ему наблюдать за движущимся приемником, то такой наблюдатель обнаружит, что часы приемника (которые используются для измерения скорости поступления импульсов в приемник) работает медленно, по сравнению с его собственным.

Если принять во внимание замедление времени, результатом будет релятивистский эффект Доплера . Это комбинация классического эффекта Доплера, который показан на анимации выше, и специального релятивистского замедления времени. Эта комбинация эффектов имеет два важных следствия.

Релятивистский эффект Доплера и относительность движения

Если вы внимательно следили за анимированными примерами, то могли заметить, что эффекты различаются, когда источник находится в движении и когда приемник находится в движении.Например, когда источник приближается к приемнику со скоростью, равной одной трети скорости импульсов, частота импульсов в приемнике была в 1,5 раза больше, чем в источнике – за тот же период времени от источника потребовалось два новых импульса. , на приемник поступят три импульса. С другой стороны, когда приемник двигался к источнику, частота импульсов у приемника была всего в 1,33 раза больше, чем у источника — четыре импульса приходили на каждые три отправленных.

Для импульсов или волн, распространяющихся в среде, таких как звуковые волны в воздухе, легко определить, что движется относительно среды, источник или приемник.Но как насчет электромагнитных волн, таких как свет? Как выяснили физики, они не связаны со средой. Их распространение напрямую регулируется физическим законом, точнее, уравнениями Максвелла. Отличается ли эффект Доплера для света в зависимости от того, движется ли источник или приемник?

Если бы это было так, у нас был бы способ определить абсолютное движение — мы могли бы определить, используя только законы физики (точнее, законы распространения света), находится ли в покое источник, приемник или любой другой объект. или не.Это резко контрастирует с основными принципами специальной теории относительности, которые утверждают, что абсолютного движения не существует и что физические законы не позволяют нам определить состояние абсолютного покоя.

Решение? Как указывалось выше, релятивистский эффект Доплера отличается от своего классического аналога. Он учитывает релятивистское замедление времени. Как оказалось, замедление времени и классический эффект Доплера сочетаются именно таким образом, чтобы устранить разницу между движением источника и приемника.Верный своей форме, релятивистский эффект Доплера зависит только от относительного движения источника и приемника.

Поперечный эффект Доплера

Специальная теория относительности добавляет еще один поворот к эффекту Доплера. В классической физике эффект Доплера возникает только тогда, когда по крайней мере какая-то составляющая движения приемника и источника приближает их друг к другу или отдаляет их друг от друга. В специальной теории относительности есть нечто большее, чем эффект Доплера.

Представьте, что вы наблюдаете движущийся источник.Источник не движется ни от вас, ни к вам — он движется точно вбок (или, иначе говоря, движется точно под прямым углом к ​​направлению, в котором вы его наблюдаете):

Вы все равно найдете допплеровский сдвиг. Частота любой волны, которую источник посылает вам, будет ниже, чем если бы источник находился в состоянии покоя.

Почему это? Помните, что релятивистский эффект Доплера представляет собой комбинацию классического эффекта Доплера и замедления времени.Даже в ситуации, когда классический эффект Доплера вообще не дает вклада – боковое движение – все равно приходится считаться с замедлением времени. Даже для источника, движущегося относительно вас боком («поперечное движение»), все процессы будут казаться замедленными — в том числе и излучение череды гребней и впадин волны. Это поперечный эффект Доплера — замедление времени под другим названием, если хотите.

Дополнительная информация

11 примеров эффекта Доплера в повседневной жизни — StudiousGuy

Вы когда-нибудь замечали, как сирена машины скорой помощи меняет тон, когда она проезжает мимо вас по дороге? Или вы когда-нибудь задумывались, почему считается, что Вселенная расширяется? Явление, ответственное за оба наблюдения, называется эффектом Доплера. Эффект Доплера — это видимое изменение частоты волны, вызванное относительным движением между наблюдателем и источником волны. Проще говоря, если либо источник звука, либо наблюдатель, либо оба находятся в движении относительно друг друга, то частота звука в его источнике будет отличаться от частоты в точке, где он наблюдается. . Важно отметить, что частота изменяется не источником, а из-за относительного движения между наблюдателем и источником.Когда источник волны движется к наблюдателю, каждая последующая волна, излучаемая источником, достигает наблюдателя за меньшее время, чем предыдущая. Это уменьшение времени вызывает увеличение частоты (ν = 1/t). И наоборот, если источник волн удаляется от наблюдателя, каждая волна излучается из точки, расположенной дальше от наблюдателя, чем предыдущая волна, поэтому время прибытия между последовательными волнами увеличивается, тем самым уменьшая частоту.

Доплер предложил этот эффект в 1842 году в своей исследовательской статье под названием «Über das farbige Licht der Doppelstern» («О цветном свете двойных звезд и некоторых других звезд на небе»), когда он изучал двойные звезды на небе. Через три года эта гипотеза была проверена на звуковых волнах голландскими метеорологами по имени Байс Баллот.

Указатель статей (щелкните, чтобы перейти)

Формулировка эффекта Доплера

Изменение кажущейся частоты звуковой волны определяется выражением

.

 

Математическая формулировка эффекта Доплера для объекта, движущегося со скоростью намного меньшей скорости света, довольно проста. На приведенном выше рисунке { f }_{0} — это реальная частота звука, тогда как f — это кажущаяся частота звука.Кажущаяся частота (f) будет произведением отношения изменения скорости к исходной частоте ({f}_{0}).

 

Давайте рассмотрим некоторые из реальных примеров эффекта Доплера.

1. Сирены

Мы все знакомы со скользящим звуком движущейся сирены, будь то сирена скорой помощи, полицейской сирены или звонка пожарной машины. Как объяснялось выше, это видимое изменение высоты тона связано с эффектом Доплера.Но в реальной жизни наблюдение не так очевидно. Мы слышим сирену машины скорой помощи, неравномерно усиливающуюся по мере ее приближения и неравномерно уменьшающуюся по мере удаления. Это связано с угловым разрешением волны. Проще говоря, мы не стоим прямо на пути приближающегося или удаляющегося источника. Фронт волны от источника падает на нас под углом; поэтому рассмотрим радиальную составляющую его скорости.

{v}_{radial} = {v}_{s} • cosθ

, где θ – угол между скоростью движения объекта вперед и линией обзора от объекта до наблюдателя.

2. Профилометр акустического доплеровского течения (ADCP)

Акустический доплеровский профилировщик течений представляет собой устройство, похожее на SONAR, которое используется для измерения скорости воды в диапазоне глубин с использованием эффекта Доплера звуковых волн, рассеянных обратно частицами в толще воды. ADCP содержат пьезоэлектрический преобразователь, который передает или принимает звуковые сигналы. ADCP работает, передавая «пинги» звука на постоянной частоте (выше диапазона человеческого восприятия) в воду.Когда звуковые волны распространяются, они отскакивают от частиц, взвешенных в движущейся воде, и отражаются обратно к прибору. Из-за эффекта Доплера звуковые волны, отражающиеся от частицы, удаляющейся от ADCP, имеют немного пониженную частоту, когда возвращаются. Частицы, движущиеся к прибору, посылают обратно высокочастотные волны. ADCP используют этот сдвиг для расчета скорости движения частицы и воды вокруг нее. Он работает в диапазоне частот от 38 кГц до нескольких МГц. Устройство под названием Sodar (звуковое обнаружение и определение дальности), которое используется для профилирования воздушных потоков, работает по тому же основному принципу.

3. Полицейские радары

Вы, наверное, задавались вопросом, как маленький удобный скоростной пистолет может так точно рассчитать скорость вашего автомобиля. Скоростной пистолет – это устройство, используемое сотрудниками правоохранительных органов для проверки транспортных средств, превышающих скорость. В основном он состоит из радиопередатчика и приемника. Скоростной пистолет передает радиоволновой сигнал и получает тот же сигнал обратно после того, как он отразится от целевого объекта. При приближении объекта к радару частота отраженных волн выше, чем прошедших волн, а при удалении объекта частота ниже.По этой разнице радар может рассчитать скорость объекта, от которого отскочили волны.

4. Импульсный доплеровский радар

Пожалуй, величайшим организационным достижением Второй мировой войны после атомной бомбы был радиовзрыватель. Это был огромный технологический прорыв, изменивший ход войны. Неконтактный взрыватель представлял собой радиопередатчик и приемник, который использовался для обнаружения пути объекта с использованием эффекта Доплера.Когда объект был достаточно близко, примерно в 30 футах, взрыватель срабатывал, тем самым уничтожая цель. До неконтактного взрывателя было сложно точно рассчитать траекторию движения быстродвижущихся целей и поставить обычные взрыватели для их поражения. Бесконтактный взрыватель был настолько ценным секретом, что его запрещалось использовать над территорией противника до конца войны, на случай, если противник воспроизведет технологию или разработает меры противодействия.

5. Допплерэхокардиограмма

Эхокардиограмма — это устройство, используемое для определения направления и скорости кровотока.Принцип эффекта Доплера можно применить к ультразвуковым волнам для определения скорости и направления движения крови. Точно так же, как скорость движущегося транспортного средства определяется радаром, на эхокардиограмме мы можем определить скорость клеток крови, измеряя величину частотного сдвига между передаваемым и принимаемым сигналом. Кроме того, мы можем определить направление тока крови в зависимости от того, является ли доплеровский сдвиг положительным или отрицательным.

6.Лазерный доплеровский анемометр

Для исследования гидродинамики в жидкостях и газах во всем мире широко используются лазерные доплеровские анемометры. Направленная чувствительность, бесконтактные и точные измерения LDA делают его полезным для приложений с обратным потоком, химически реагирующими или высокотемпературными средами и вращающимися механизмами, где использование физических датчиков может быть затруднено или невозможно. Как правило, LDA направляет к цели монохроматический лазерный луч и собирает отраженное излучение.Согласно эффекту Доплера изменение длины волны отраженного излучения зависит от относительной скорости целевого объекта. Следовательно, скорость объекта можно найти, измерив изменение длины волны отраженного лазерного излучения. Это делается путем формирования интерференционной картины (узора из светлых и темных полос) путем наложения исходного и отраженного сигналов.

7. Аудиоприложения

Звук — это незначительное колебание атмосферного давления. Самым ранним известным использованием эффекта Доплера в области музыки был динамик Лесли, связанный с органом Хаммонда. В области производства цифровой музыки эффект Доплера используется для повышения качества музыки. Существует множество плагинов и эффектов, основанных на эффекте Доплера. На практике композиторы используют такие эффекты для направления определенного ритма в определенную целевую среду, изменяя моно- и стереофонические аудиоформаты на многоканальный формат. Чтобы сделать эффект как можно более реальным, необходимо уделить особое внимание начальной и конечной точкам эффекта, кривой дорожки, центральному времени и элементам управления цветом тона плагина Doppler.

8. Спутники

Эффект Доплера регулярно измеряется в частоте сигналов, принимаемых наземными приемными станциями при отслеживании спутников. Увеличение или уменьшение расстояния между спутником и наземной станцией может быть вызвано комбинацией траектории спутника, его орбиты вокруг планеты, вращения Земли вокруг Солнца и суточного вращения Земли вокруг своей оси. Спутник, приближающийся к Земле, добавит положительное смещение частоты к принимаемому сигналу.Однако полученное доплеровское смещение становится равным нулю, когда спутник проходит мимо Земли, а затем становится отрицательным, когда спутник удаляется от Земли. Сдвиг частоты, вызванный эффектом Доплера, пропорционален относительной скорости между передатчиком и приемником или, точнее, относительной фазовой скорости, которая представляет собой относительную скорость, измененную средой распространения. С учетом всех этих параметров наземные станции на Земле наблюдают и отслеживают навигацию спутников.

9. Астрономия

Хотя пример со звуком широко известен, эффект Доплера света или электромагнитных волн был предложен австрийским физиком Кристианом Допплером в качестве попытки объяснить наблюдаемую окраску звезд. Эффект Доплера нельзя наблюдать визуально в случае электромагнитных световых волн. Хотя с помощью соответствующих спектроскопических приборов смещение линий в спектрах далеких галактик в сторону красной области видимого света, т. е.е., в сторону более длинных волн. Это явление известно как доплеровское красное смещение. Свет от движущихся объектов будет иметь разную длину волны в зависимости от относительного движения источника и наблюдателя. Наблюдатели, глядя на удаляющийся от них объект, видят свет, длина волны которого больше, чем в момент его испускания (красное смещение), а наблюдатели, глядя на приближающийся источник, видят свет, длина волны которого смещена в сторону более короткой волны (красное смещение). синий сдвиг). В 1929 году астроном Эдвин Хаббл измерил скорости большого числа галактик с помощью эффекта Доплера.Он обнаружил, что почти все галактики удаляются от нас. Он также обнаружил, что их скорость всегда пропорциональна расстоянию. Отношение этих двух величин стало знаменитой «постоянной Хаббла» и представляет собой скорость расширения Вселенной.

10. Биология развития

У вас, у меня и у многих других животных есть одна общая черта — часы сегментации. Во время развития нашего эмбриона пространственные и временные сигналы интегрируются, чтобы сформировать определенное количество эмбриональных сегментов, которые позже дают начало соответствующим ребрам и позвонкам.Считалось, что лежащий в основе механизм работает как обычные часы, которые тикают с точным периодом: один тик часов равен одному новому сегменту. Существует нечто, называемое волной экспрессии генов, которая распространяется от задней к передней части животного (от кончика хвоста к голове). При этом зародыш развивается, изменяя свою форму, а ткань, по которой распространяются волны, укорачивается. Это приводит к относительному движению переднего конца (наблюдателя) ткани, где формируются новые сегменты, к заднему (источнику).Это движение наблюдателя в бегущих волнах экспрессии генов приводит к эффекту Доплера в развивающемся эмбрионе. Поскольку это время, как уже упоминалось выше, определяет количество и размер сегментов тела, оно влияет на количество и размер развивающихся ребер и позвонков.

11. Звуковая стрела

Звуковой удар — это акустическое возмущение, вызванное сверхзвуковым потоком над поверхностью самолета. Сверхзвуковой поток создает прерывистую ударную границу, которая исходит от поверхности самолета, и ударная волна распространяется за самолетом с большим запасом энергии.

 

Плагин эффекта Доплера

| Waves

[{ «DocumentName»: «Diamond», «SKU_MSRP»: 2999.000000000, «SKUPrice»: 449.9

000, «SKUDepartmentID»: 1, «CouponPrice»: 269,99, «Скидка»: 91, «CouponSAVECode0»: «CouponSAVECode0»: «CouponSAVECode0»: , «Значок»: «https://img.wavescdn.com/1lib/images/products/bundles/icons/diamond.png», «DocumentUrlPath»: «/bundles/diamond», «SKUNumber»: «USW379-1362 -555», «SKUID»: 244, «ReviewsTotal»: 213, «Рейтинг»: 4,80751, «Категория»: «», «BadgeText»: «Лучшие продажи», «BadgeClass»: «значок-бестселлер» , «CouponCampaignID»: 531, «SaleEndDate»: «23 января 2022 г., 5:00:00», «GSFCategory»: «Премиум-наборы», «Примечание»: «», «SKUEnabled»: «True», « IsInventory» : «», «IsPreorder» : «False», «ExpectedShipping» : «», «MainOrder» : 20006, «DocumentPageDescription» : «76+аудио+микширование+и+мастеринг+плагины%2c+из+динамики% 2c+эквалайзер+и+реверберация+до+высоты+коррекция%2c+пространственное+изображение+и+за пределами.

+Обязательный+для+каждой+серьезной+студии.+”, “VariantsMinimalPrice” : 0.000000000, “IsVariantsPriceSame” : “False”, “IsProductOptions” : “False”, “FixedPosition” : “True” }, { «DocumentName»: «Gold», «SKU_MSRP»: 799.000000000, «SKUPrice»: 179.000000000, «SKUDepartmentID»: 1, «CouponPrice»: 0,00, «Скидка»: 78, «CouponCode»: «», «Значок»: « https://img.wavescdn.com/1lib/images/products/bundles/icons/gold.png”, “DocumentUrlPath”: “/bundles/gold”, “SKUNumber”: “USW379-1362-501”, “SKUID “: 251, “Всего отзывов”: 897, “Рейтинг”: 4.80602, «Категория» : «», «BadgeText» : «», «BadgeClass» : «», «CouponCampaignID» : 0, «SaleEndDate» : «27.05.2021 5:00:00», «GSFCategory» : «Наборы домашней студии», «Примечание» : «», «SKUEnabled» : «True», «IsInventory» : «», «IsPreorder» : «False», «ExpectedShipping» : «», «MainOrder» : 20005, “DocumentPageDescription”: “+Отрасль%e2%80%99s+самый+популярный+плагин+комплект%2c+с+более+40+необходимыми+аудио+плагинами+которые+приносят+богатство+микширования+и +мощность+мастеринга+в+вашей+студии. », «Минимальная цена вариантов» : 0.000000000, «IsVariantsPriceSame»: «False», «IsProductOptions»: «False», «FixedPosition»: «True»}, { «DocumentName»: «План подписки Gold Plus», «SKU_MSRP»: 0,000000000, «SKUPrice»: 9,9

000 , «SKUDepartmentID»: 12, «Цена купона»: 0,00, «Скидка»: 0, «Код купона»: «», «Значок»: «https://img.wavescdn.com/1lib/images/products/bundles/icons /gold-plus.png”, “DocumentUrlPath” : “/subscriptions/gold-plus”, “SKUNumber” : “GOLDPLUSSBSFAKE14”, “SKUID” : 917, “ReviewsTotal” : 4, “Рейтинг” : 5, “Категория” : «», «BadgeText» : «Новый», «BadgeClass» : «значок-новый», «CouponCampaignID» : 0, «SaleEndDate» : «», «GSFCategory» : «», «Примечание» : «», «SKUEnabled»: «False», «IsInventory»: «», «IsPreorder»: «False», «ExpectedShipping»: «», «MainOrder»: 20005, «DocumentPageDescription»: «Дать+свою+музыку+полностью +профессиональный+звук+с+44+плагинами+для+мира%e2%80%99s+лучших+продюсеров+и+микшеров.+1+месяц+бесплатно%2c+отмена+в любое время%2c+бесплатно+плагин+обновления%2c+эксклюзив+бонус+плагины+включены.

“, “VariantsMinimalPrice” : 9.9

000, “IsVariantsPriceSame” : “False”, “IsProductOptions” : «True», «FixedPosition»: «False» }, { «DocumentName»: «Horizon», «SKU_MSRP»: 3999.000000000, «SKUPrice»: 549.9

000, «SKUDepartmentID»: 1, «CouponPrice»: 329,99, «Скидка» : 92, «Код купона»: «SAVE40», «Значок»: «https://img.wavescdn.com/1lib/images/products/bundles/icons/horizon.png», «DocumentUrlPath»: «/bundles/horizon “, “SKUNumber” : “USW379-1362-659”, “SKUID” : 260, “ReviewsTotal” : 349, “Рейтинг” : 4.81089, «Категория» : «», «BadgeText» : «Лучшие продажи», «BadgeClass» : «значок бестселлера», «CouponCampaignID» : 531, «SaleEndDate» : «27.05.2021 5:00 :00 AM», «GSFCategory»: «Премиум-наборы», «Примечание»: «», «SKUEnabled»: «True», «IsInventory»: «», «IsPreorder»: «False», «ExpectedShipping»: «» , “MainOrder”: 20012, “DocumentPageDescription”: “83+аудио+плагины+для+музыки+производства+профессионалов%2c+с+точными+моделями+винтажных+эквалайзеров+и+компрессоров%2c+эффектов%2c+ мастеринг+инструменты+и+другое. “, “VariantsMinimalPrice” : 0.000000000, «IsVariantsPriceSame»: «False», «IsProductOptions»: «False», «FixedPosition»: «True» }, { «DocumentName»: «Live», «SKU_MSRP»: 2699.000000000, «SKUPrice»: 349.000000000, «SKUDepartmentID, «SKUDepartmentID ” : 1, “CouponPrice”: 0.00, “Скидка” : 87, “CouponCode”: “”, “Icon” : “https://img.wavescdn.com/1lib/images/products/bundles/icons/live- bundle.png», «DocumentUrlPath»: «/bundles/live», «SKUNumber»: «USW379-1362-617», «SKUID»: 301, «ReviewsTotal»: 0, «Рейтинг»: 0, «Категория»: «», «BadgeText» : «», «BadgeClass» : «», «CouponCampaignID» : 0, «SaleEndDate» : «27.05.2021 5:00:00», «GSFCategory» : «Текущий», « Примечание»: «», «SKUEnabled»: «True», «IsInventory»: «», «IsPreorder»: «False», «ExpectedShipping»: «», «MainOrder»: 20005, «DocumentPageDescription»: «50+live +звуковые+плагины+которые+помогут+вам+воссоздать+волнение+студийных+миксов+%e2%80%93+вживую+на+сцене.+Включает в себя+точные+инструменты+для+EQ%2c+реверберации%2c+динамики+и+больше.», «VariantsMinimalPrice»: 0,000000000, «IsVariantsPriceSame»: «False», «IsProductOptions»: «False», «FixedPosition» : “True” }, { “DocumentName”: “Mercury”, “SKU_MSRP”: 7599. 000000000, “SKUPrice”: 1999.000000000, “SKUDepartmentID”: 1, “CouponPrice”: 0,00, “Скидка”: 74, “CouponCode”: ” “, “Значок”: “https://img.wavescdn.com/1lib/images/products/bundles/icons/mercury.png”, “DocumentUrlPath”: “/bundles/mercury”, “SKUNumber”: “USW379- 1362-612», «SKUID»: 273, «Всего отзывов»: 72, «Рейтинг»: 4.81944, «Категория» : «», «BadgeText» : «», «BadgeClass» : «», «CouponCampaignID» : 0, «SaleEndDate» : «10.02.2022 17:00:00», «GSFCategory» : «Премиум-наборы», «Примечание» : «», «SKUEnabled» : «True», «IsInventory» : «», «IsPreorder» : «False», «ExpectedShipping» : «», «MainOrder» : 20030, « DocumentPageDescription» : «С+180+звездными+плагинами+и+более+более+400+компонентов%2c++Mercury+комплект+функций+больше+Waves+инструментов+микширования+в+одном+пакете+чем+когда-либо+ раньше!”, “VariantsMinimalPrice”: 0.000000000, “IsVariantsPriceSame”: “False”, “IsProductOptions”: “False”, “FixedPosition”: “True”}, { “DocumentName”: “Platinum”, “SKU_MSRP”: 1999.000000000, «SKUPrice»: 399,9

000, «SKUDepartmentID»: 1, «CouponPrice»: 239,99, «Скидка»: 88, «CouponCode»: «SAVE40», «Значок»: «https://img.

wavescdn.com/1lib /images/products/bundles/icons/platinum.png”, “DocumentUrlPath” : “/bundles/platinum”, “SKUNumber” : “USW379-1362-514”, “SKUID” : 280, “ReviewsTotal” : 277, ” Рейтинг»: 4.74007, «Категория»: «», «BadgeText»: «», «BadgeClass»: «», «CouponCampaignID»: 531, «SaleEndDate»: «10.11.2021, 3:00:00», «GSFCategory»: «Премиум-наборы», «Примечание»: «», «SKUEnabled»: «True», «IsInventory»: «», «IsPreorder»: «False», «ExpectedShipping»: «», «MainOrder»: 20005, “DocumentPageDescription”: “+коллекция+из+60+аудио+плагинов+покрытие+динамика%2c+эквалайзер%2c+реверберация%2c+задержка%2c+питч+коррекция+и+не только.+Идеально+для+микширования%2c+мастеринга%2c+звука+дизайна+и+больше.”, “VariantsMinimalPrice” : 0.000000000, “IsVariantsPriceSame” : “False”, “IsProductOptions” : “False”, “FixedPosition” : ” True” }, { “DocumentName”: “План подписки Platinum Plus”, “SKU_MSRP”: 19,9

000, “SKUPrice”: 19,9

000, “SKUDepartmentID”: 12, “CouponPrice”: 0,00, “Скидка”: 0, “CouponCode”: “”, “Значок” : “https://img. wavescdn.com/1lib/images/products/bundles/icons/platinum-plus.png”, “DocumentUrlPath” : “/subscriptions/platinum-plus”, “SKUNumber ” : “PLATINUMPLUSSBSFAKE14”, “SKUID” : 920, “Всего отзывов” : 12, “Рейтинг” : 4.83333, «Категория» : «», «BadgeText» : «Новый», «BadgeClass» : «значок-новый», «CouponCampaignID» : 0, «SaleEndDate» : «», «GSFCategory» : «», «Примечание ” : “”, “SKUEnabled” : “False”, “IsInventory”: “”, “IsPreorder”: “False”, “ExpectedShipping”: “”, “MainOrder”: 20005, “DocumentPageDescription”: “Produce%2c+ микшировать+и+мастерить+профессионально+с+64+плагинами+питанием+мира%e2%80%99s+топ+продюсеров.+1-й+месяц+бесплатно%2c+отменить+в любое время%2c+бесплатно+плагин+обновления %2c+эксклюзив+бонус+плагины+в комплекте.”, “VariantsMinimalPrice” : 19.9

000, «IsVariantsPriceSame»: «False», «IsProductOptions»: «True», «FixedPosition»: «False»}, { «DocumentName»: «Pro Show», «SKU_MSRP»: 8000.000000000, «SKUPrice»: 4000.000000000, « SKUDepartmentID»: 1, «Цена купона»: 0,00, «Скидка»: 50, «Код купона»: «», «Значок»: «https://img.

wavescdn.com/1lib/images/products/bundles/icons/pro -show.png», «DocumentUrlPath»: «/bundles/pro-show», «SKUNumber»: «USW379-1362-661», «SKUID»: 305, «ReviewsTotal»: 0, «Рейтинг»: 0, « Category” : “”, “BadgeText” : “”, “BadgeClass” : “”, “CouponCampaignID” : 0, “SaleEndDate” : “27.05.2021 5:00:00”, “GSFCategory” : “Live “, “Примечание”: “”, “SKUEnabled”: “True”, “IsInventory”: “”, “IsPreorder”: “False”, “ExpectedShipping”: “”, “MainOrder”: 20027, “DocumentPageDescription”: ” Более +120+SoundGrid-совместимых+плагинов%2c+включая+комплекты+Essentials+%2c++SSL+4000+и+API+коллекции%2c+CLA+классические+компрессоры%2c+и+JJP+аналоговые+ Легенды.”, “VariantsMinimalPrice”: 0.000000000, “IsVariantsPriceSame”: “False”, “IsProductOptions”: “False”, “FixedPosition”: “True”}, { “DocumentName”: “SD7 Pro Show”, “SKU_MSRP”: 12150.000000000, «SKUPrice»: 6000.000000000, «SKUDepartmentID»: 1, «CouponPrice»: 0,00, «Скидка»: 51, «CouponCode»: «», «Значок»: «https://img.wavescdn.com/1lib/images/ products/bundles/icons/sd7-pro-show. png», «DocumentUrlPath»: «/bundles/sd7-pro-show», «SKUNumber»: «SGSDPRO», ​​«SKUID»: 306, «ReviewsTotal»: 5, «Рейтинг»: 5, «Категория»: «», «BadgeText»: «», «BadgeClass»: «», «CouponCampaignID»: 0, «SaleEndDate»: «27.05.2021, 5:00:00» , «GSFCategory»: «Текущий», «Примечание»: «», «SKUEnabled»: «True», «IsInventory»: «», «IsPreorder»: «False», «ExpectedShipping»: «», «MainOrder»: 20025, “DocumentPageDescription”: “Включает+двойные+лицензии+для+двойного+движка+зеркалирования+поддержку%2c+SD7+Pro+Show+включает+более+120+SoundGrid-совместимых+плагинов+для+живого+микширования+с +DiGiCo+SD7+консоли.”, “VariantsMinimalPrice”: 0.000000000, “IsVariantsPriceSame”: “False”, “IsProductOptions”: “False”, “FixedPosition”: “True”}, { “DocumentName”: “Sound Design Suite”, “SKU_MSRP”: 749.000000000, «SKUPrice»: 259.000000000, «SKUDepartmentID»: 1, «CouponPrice»: 0,00, «Скидка»: 65, «CouponCode»: «», «Значок»: «https://img.wavescdn.com/1lib/images/ products/bundles/icons/sound-design-suite.png», «DocumentUrlPath»: «/bundles/sound-design-suite», «SKUNumber»: «SDTDM», «SKUID»: 289, «ReviewsTotal»: 45, «Рейтинг»: 4.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.