Processing math: 100%
Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Эффект Доплера

Эффект Доплера- изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемое наблюдателем, из-за движения источника излучения или движения наблюдателя.

Изменение длины волны, вызванное движением источника

Рисунок 1. Изменение длины волны, вызванное движением источника

Для волн, распространяющихся в среде, таких как звуковые волны, эффект зависит от скорости наблюдателя и источника относительно среды, в которой эти волны распространяются. Таким образом, суммарный эффект Доплера может быть результатом движения источника, движения наблюдателя или движения среды. Каждый из этих эффектов анализируется отдельно.

В классической физике, где скорости источника и приемника относительно среды ниже, чем скорость волн в среде, связь между наблюдаемой частотой и источником частоты определяется по формуле:

где

c  это скорость волн в среде;

vr это относительная скорость приемника;

vs относительная скорость источника.

Приведенная выше формула предполагает, что источник либо непосредственно приближается или удаляется от наблюдателя.

Если скорость, vs а также vr малы по сравнению со скоростью волны, отношения между наблюдаемой частотой и источником частоты можно записать:

Где

Δv=vrvs это скорость приемника относительно источника: она положительна, когда источник и приемник движутся навстречу друг другу.

Эффект Доплера, наблюдаемый в потоке воды вокруг лебедя

Рисунок 2. Эффект Доплера, наблюдаемый в потоке воды вокруг лебедя

«Эффект Доплера» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Найти

Применение эффекта Доплера

  1. Астрономия

    Эффект Доплера для электромагнитных волн, таких как свет, имеет большое значение в астрономии и дает в результате так называемое красное смещение или синие смещение. Он был использован для измерения скорости, при которой звезды и галактики приближаются или удаляются от нас; то есть, их радиальные скорости.

    Положительная радиальная скорость показывает, что звезда удаляется от Солнца, отрицательная, что она приближается.

  2. Радар

    Эффект Доплера используется в некоторых типах радаров для измерения скорости обнаруженных объектов. В радаре луч выстреливает по движущейся мишени - например, автомобилю, так как полиция использует радар для фиксирования скорости автомобилистов -- по мере приближения или удаления от радара.

  3. Медицинская визуализация и измерение кровотока

    Эхокардиограмма может, в определенных пределах, производить точную оценку направления кровотока и скорости крови и сердечной ткани в любой произвольной точке с использованием эффекта Доплера. Одним из недостатков является то, что ультразвуковой луч должен быть направлен параллельно потоку крови.

    Измерения скорости кровотока также используются в других областях медицинского ультразвукового исследования, например в акушерском ультразвуковом исследовании, и неврологии. Измерение скорости кровотока в артериях и венах на основе эффекта Доплера является эффективным инструментом для диагностики сосудистых проблем, таких как стеноз.

Пример 1

При излучении спектра излучения некоторой туманности линия излучения водорода λa=656,3 нм оказалась смещенной на Δλ=2,5 нм в область с большей длиной волны (красное смещение). Определить скорость v движения туманности относительно Земли и указать, удаляется она от Земли или приближается к ней.

Решение:

Эффект Доплера описывается формулой

U=U0ccv

Где

v>0 при приближении к наблюдателю

$v

Длина волны

λ=cv
Δλ=λλ0=cUcU0=cvU0cU0=vU0 (1)
U0=cλ0=cλα (2)

Подставим (2) в (1) и получим

Δλ=vλαc
v=Δλcλα
v=2,1093108656,3109=1,14106м/с

Ответ: туманность удаляется со скоростью 1,14106м/с.

Дата последнего обновления статьи: 25.07.2024
Получи помощь с рефератом от ИИ-шки
ИИ ответит за 2 минуты
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot

Изучаешь тему "Эффект Доплера"? Могу объяснить сложные моменты или помочь составить план для домашнего задания!

AI Assistant