Efectul Doppler este că frecvența modificărilor undei în funcție de vitezele relative ale mișcării sursei și receptorului.
Efectul Doppler este descrisă de formula:
în care - undele de frecvență detectabile de către receptor; - frecvența undelor emise de o sursă; viteza sunetului în mediu; și - sursa și suportul elastic viteză receptor relativă, respectiv.
Dacă sursa de sunet este aproape de receptor, viteza este „plus“ semn. Dacă sursa este îndepărtată de la receptor, viteza are semnul „minus“.
Formula arată că pentru o astfel de sursă și mișcare receptor, în care distanța dintre ele scade, frecvența primită de detector este mai mare decât frecvența sursei. Dacă distanța dintre sursă și receptor crește, nu va fi mai mică.
Efectul Doppler este baza de radar în care poliția de trafic determina viteza masinii. In uz medical efectul Doppler la instrument cu ultrasunete, prin intermediul distinge artere de vene pentru injectare. Datorită efectului Doppler, astronomii au descoperit că universul se extinde - galaxii se abat de la unul de altul. Cu parametrii mișcării planetelor și sateliților sunt determinate de efectul Doppler.
Exemple de rezolvare a problemelor
Pe autostrada două mașini se apropie unul de altul cu viteze m / s și m / s. Prima dintre ele furnizează frecvența semnalului audio de 600 Hz. Pentru a determina frecvența semnalului că șoferul aude un al doilea vehicul: a) înainte de reuniune; b) după întâlnire. Viteza sunetului luată egală cu 348 m / s.
Scriem formula pentru efectul Doppler:
Ne vedem mașinile care converg distanța dintre ele scade și sursa (prima masina) se apropie de receptor de sunet (a doua mașină), astfel încât viteza primului vehicul va intra în formula cu „plus“.
După întâlnire, mașinile vor fi îndepărtate unul de altul, și anume, sursă de sunet este scos de la receptor, astfel încât viteza sursei va intra formula cu „minus“:
semnal de frecvență, un al doilea conducător auto care aude mașina înainte de întâlnirea cu primul, va fi 732 Hz, și după o întâlnire - 616 Hz.
tren rapid se apropie trenul electric în picioare pe șinele la o viteză de 72 kilometri pe oră. frecvența bipuri electrice de 0,6 kHz. Pentru a determina frecvența aparentă a semnalului audio, pe care conducătorul auto aude tren rapid. Viteza sunetului luată egală cu 340 m / s.
Scriem formula pentru efectul Doppler:
Cadrul de referință asociat cu mecanicul trenului expres de tren rapid (chiuveta de semnal) este fix, cu toate acestea, un tren (sursa de semnal) se deplasează spre tren rapid la o viteză care are un „plus“ semn, deoarece distanța dintre sursă și scade semnal receptor audio .
Traduceți în unități SI: viteza electric relativ rapid tren km / h m / s; frecventa de sunet electric de semnal kHz Hz.
Frecvența aparentă a semnalului audio. conducător auto care aude tren rapid, 638 Hz.
Trecut tren platforma de cale ferată trece. Un observator în picioare pe platforma, trenul aude sunetul sirenei. În cazul în care trenul se apropie? sunet auzi observator, cu o frecvență de 1100 Hz, atunci când este îndepărtată trenului, frecvența sunetului aparent de 900 Hz. Găsiți viteza locomotivei și frecvența sunetului emis de o sirenă. Viteza sunetului în aer luat egal cu 340 m / s.
Având în vedere că observatorul în picioare pe platforma este staționară, viteza receptorului.
Scriem formula pentru efectul Doppler în ambele cazuri.
a) atunci când trenul se apropie:
b) atunci când trenul este îndepărtat:
Exprimă frecvența semnalului sonor sirena și echivala laturile drepte ale ecuațiilor obținute:
unde găsim viteza electrice:
frecvența sunetului emis de o sirenă: