Допплер эффекты

Допплер эффекты — нурланыш чыганагы һәм/яки күзәтүче (алгыч) хәрәкәтенә күрә күзәтүче алган ешлыкның (димәк дулкын озынлыгының) үзгәреше.

Дулкын чыганагы сулга барса — сул якта ешлык арта, уң якта ешлык кими.

Якынлаша торган чыганак тараткан дулкынның ешлыгы арта бара һәм киресенчә

Ераклаша торган йолдыз спектрында кызыл тайпылма күзәтелә

Эффект Австрия физигы Кристиан Допплер хөрмәтенә аталган.

Тасвир

Әгәр дулкыннар чыганагы мохиткә карата хәрәкәт итсә, дулкын максимумнары арасы (дулкын озынлыгы) тизлеккә һәм хәрәкәт юнәлешенә бәйле була.

Әгәр чыганак алгычка таба хәрәкәт итсә, ягъни ул тараткан дулкынны куып җитсә, дулкын озынлыгы кими бара.

Әгәр чыганак алгычтан ераклашса, дулкын озынлыгы арта:

$\lambda ={\frac {2\pi \left({c-v}\right)}{\omega _{0}}},$

биредә $\omega _{0}$ — чыганак тараткан дулкынның почмакча ешлыгы,

$c$ — дулкынның тизлеге мохиттә,

$v$ — мохиткә карата чыганакның тизлеге (якынлашу очракта — уңай, ераклашу очракта — тискәре)

Хәрәкәтсез алгыч түбәндәге ешлыкны күзәтә:

$\omega =2\pi {\frac {c}{\lambda }}=\omega _{0}{\frac {1}{\left(1-{\frac {v}{c}}\right)}}.$

Әгәр алгыч чыганакка таба хәрәкәт итсә, ул дулкын максимумнарын ешрак күзәтә һәм киресенчә. Хәрәкәтсез чыганак һәм хәрәкәтләнүче алгыч өчен:

$\omega =\omega _{0}\left(1+{\frac {u}{c}}\right),$

биредә $u$ — мохиткә карата алгычның тизлеге (чыганакка таба якынлашу очракта — уңай)

Гомуми очракта тигезләмә болай күренә:

$\omega =\omega _{0}{\frac {\left(1+{\frac {u}{c}}\right)}{\left(1-{\frac {v}{c}}\right)}}.$

Релятивистик Допплер эффекты

Электромагнитик дулкыннар (яки бүтән массасыз кисәкчекләр) вакуумда таралуы очрагында, ешлык өчен тигезләмә Махсус чагыштырмалылык теориясеннән чыгарыла:

$\omega =\omega _{0}\cdot {\frac {\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}{1+{\frac {v}{c}}\cdot \cos \theta }}$

биредә

$c$ — яктылык тизлеге,

$v$ — алгычка (күзәтүчегә) карата чыганакның тизлеге

$\theta$ — чыганакка таба юнәлеш һәм тизлек векторы арасындагы почмак алгычның хисап системасында

Чыганак күзәтүчедән радиаль итеп ераклашуы очракта: $\theta =0$, якынлашу очракта: $\theta =\pi$.

Релятивистик Допплер эффектының ике сәбәбе бар:

• ешлык үзгәрешенең классик аналогы;
• Вакытның релятивистик әкренәюе.

Соңгы фактор Допплер аркылы эффектына китерә: дулкынча вектор һәм чыганак тизлеге векторы арасындагы почмак $\theta ={\frac {\pi }{2}}$ тигез булган очракта ешлык үзгәреше тик релятивистик күренеш булып тора һәм классик аналогы юк.

Күзәтү

Допплер эффекты бар дулкыннар һәм кисәкчекләр агымы өчен бар, шуңа күрә көн саен күзәтелә.

Мәсәлән: автомобиль яки пуез якынлашуы очракта аның тавышының ешлыгы арта бара (югарырак була), һәм киресенчә.

Куллану

Допплер эффекты — Галәмне тикшерүдә зур роль уйный, нәкъ әлеге эффект ярдәмендә Зур Шартлау, Галәмнең яше, Кызыл тайпылма ачыкланды.

Допплер эффекты астрономиядә, ЮХИДИ (радарлар) хезмәтендә, һава торышын тикшерүдә, медицинада, ультратавыш диагностикада, атом-төш физикасында, хәрби техникада, саклау сигнализациясендә киң кулланыла.

Әдәбият

• Кологривов В. Н. Эффект Доплера в классической физике. — М.: МФТИ, 2012. — С. 25—26. — 32 с.
• Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля. — Издание 7-е, исправленное. — М.: Наука, 1988. — С. 158-159. — («Теоретическая физика», том II). — ISBN 5-02-014420-7.
• Применение эффекта Доплера для измерения течений в океане 2015 елның 2 апрель көнендә архивланган. // oceanographers.ru
• Eden A. The Search for Christian Doppler. — Springer-Verlag Wien, 1992. — 136 с. — ISBN 3211823670.