Efekt Dopplera dla poruszającego się obserwatora: co, jak, przykłady i często zadawane pytania

by

Efekt Dopplera to zmiana częstotliwości fal świetlnych i dźwiękowych. W tym artykule poznamy przyczyny efektu Dopplera dla poruszających się obserwatorów.

Efekt Dopplera dla poruszających się obserwatorów zwiększa intensywność i częstotliwość fal, jeśli odległość między obserwatorem a źródłem zmniejsza się, i zmniejsza częstotliwość fal, jeśli obserwator oddala się od źródła. Dzieje się tak ze względu na zmianę czasu potrzebnego na dotarcie fal do uszu.

Efekt Dopplera jest używany do efektów dźwiękowych w orkiestrze, do oszacowania prędkości ciał niebieskich itp. Dalej omówimy fakt, dlaczego efekt Dopplera jest widoczny tylko wtedy, gdy obserwatorzy się poruszają i jak zmienia się efekt, gdy obserwator się porusza w kierunku i od źródła.

Dlaczego efekt Dopplera występuje, gdy obserwator się porusza?

Efekt Dopplera występuje tylko wtedy, gdy obserwator się porusza. Pozwól nam zrozumieć przyczynę tego efektu i szczegółowo zrozumieć efekt Dopplera.

Efekt Dopplera występuje tylko wtedy, gdy obserwator się porusza, ponieważ następuje zmiana częstotliwości fali wlec się w czasie, aby fala dotarła do obserwatora, a częstotliwość jest odwrotnie proporcjonalna do czasu. Widać, czy obserwator oddala się lub zbliża do źródła, a źródło jest w ruchu.

Efekt Dopplera dla obserwatora poruszającego się w kierunku źródła

Gdy obserwator zbliża się do źródła, częstotliwość fali wzrasta. Porozmawiajmy o efekcie Dopplera dla obserwatora poruszającego się w kierunku źródła.

Efekt Dopplera intensyfikuje częstotliwość fali w miarę zmniejszania się odległości między nieruchomym źródłem a obserwatorem. Wzór na obliczenie częstotliwości fali to fD = (v + vo)f/ v, tutaj fD to częstotliwość Dopplera, f to rzeczywista częstotliwość, v to rzeczywista częstotliwość prędkość i vo jest prędkością obserwatora.

Z podanego wzoru wynika, że ​​częstotliwość Dopplera dla obserwatora poruszającego się w kierunku stacjonarnego źródła jest proporcjonalna do stosunku sumy prędkości obserwatora i prędkości fali w ośrodku do prędkości fali w tym ośrodku.

Efekt Dopplera dla obserwatora oddalającego się od źródła

Obserwator oddalający się od źródła zwiększy odległość między nimi. Zobaczmy, jak zwiększająca się odległość wygeneruje dla obserwatora efekt Dopplera.

Efekt Dopplera zmniejsza częstotliwość fali wraz ze wzrostem odległości między obserwatorem a źródłem. Wyrażenie na częstotliwość fali w tym scenariuszu jest podane jako fD = (v – vo)f/ v, tutaj fD jest częstotliwością Dopplera, f jest rzeczywistą częstotliwością, v jest prędkością fali w ośrodku, a vo jest prędkością obserwatora.

Częstotliwość Dopplera dla obserwatora oddalającego się od stacjonarnego źródła fal jest proporcjonalna do stosunku różnicy prędkości obserwatora i prędkości fali w ośrodku do prędkości fali w tym ośrodku.

efekt Dopplera
Kredytowych Image: efekt Dopplera by Tkarcher (CC-BY-SA-3.0)

Ruchome źródło i ruchomy obserwator Efekt Dopplera

Efekt Dopplera obserwuje się również wtedy, gdy zarówno obserwator, jak i źródło są w ruchu. Pozwól nam zrozumieć, w jaki sposób wpłynie to na częstotliwość z powodu ruchu obu na raz.

Efekt Dopplera jest widoczny dla poruszającego się źródła i poruszającego się obserwatora ze względu na różnice w odległości między nimi, które zmieniają częstotliwość Dopplera. Wyraża się to wzorem: fD = (w ± vo)f/ (w ± vs), tutaj v jest prędkością w ośrodku, vo jest prędkością obserwatora, a vs jest prędkością źródła.

Jeśli obserwator oddala się od źródła, wówczas przyjmuje się, że jego prędkość wynosi – vo a jeśli porusza się w kierunku źródła, to jest to + – vo, a także dla źródłowego kierunku ruchu względem obserwatora.

Wnioski

Z tego artykułu możemy wywnioskować, że efekt Dopplera dla poruszających się obserwatorów jest widoczny ze względu na częstą zmianę przedziału czasowego. Gdy węzły fal docierają do obserwatora ze źródła, jest to różna odległość. Jeśli obserwator oddala się od źródła, czas dotarcia fali do obserwatora wydłuży się.

Przeczytaj także: