Доплер эффект гэж юу вэ? Доплерийн шилжилт Доплер эффектээс бүрдэнэ.

Доплер эффект нь физик үзэгдэл, ажиглагчтай харьцуулахад эдгээр долгионы эх үүсвэрийн хөдөлгөөнөөс хамааран долгионы давтамжийн өөрчлөлтөөс бүрддэг. Эх үүсвэр ойртох тусам түүний ялгаруулах долгионы давтамж нэмэгдэж, урт нь багасдаг. Долгионы эх үүсвэр ажиглагчаас холдох тусам тэдгээрийн давтамж буурч, долгионы урт нь нэмэгддэг.

Жишээлбэл, дууны долгионы хувьд эх үүсвэр холдох тусам дууны өндөр багасч, эх үүсвэр ойртох тусам дууны өндөр өндөр болно. Тиймээс та дууны аяыг өөрчилснөөр галт тэрэг, тусгай дуут дохиотой машин гэх мэт ойртож байгаа эсвэл холдож байгаа эсэхийг тодорхойлох боломжтой. Цахилгаан соронзон долгион нь мөн Доплер эффектийг харуулдаг. Хэрэв эх үүсвэрийг арилгавал ажиглагч спектрийн "улаан" тал руу шилжихийг анзаарах болно. урт долгион руу, ойртох үед "ягаан" руу, өөрөөр хэлбэл. богино долгион руу.

Доплер эффект нь маш хэрэгтэй нээлт болсон. Түүний ачаар орчлон ертөнцийн тэлэлт нээгдсэн (галактикуудын спектрүүд улаанаар шилжсэн тул тэд биднээс холдож байна); цусны урсгалын хурдыг тодорхойлох замаар зүрх судасны тогтолцоог оношлох аргыг боловсруулсан; Янз бүрийн радарууд бий болсон, тэр дундаа замын цагдаа ашигладаг.

Доплер эффектийн тархалтын хамгийн алдартай жишээ: дуут дохиотой машин. Тэр чам руу явах эсвэл чамаас холдох үед та нэг дууг сонсдог, хажуугаар нь өнгөрөхөд огт өөр чимээ сонсогддог. Доплер эффект нь зөвхөн дууны долгионтой төдийгүй бусадтай холбоотой байдаг. Доплер эффектийг ашиглан бид параметрүүдийг (давтамж ба долгионы урт) мэддэг бол машин эсвэл селестиел биетийн хурдыг тодорхойлж чадна. Утасны сүлжээ, Wi-Fi, аюулгүй байдлын дохиололтой холбоотой бүх зүйл - Доплер эффектийг хаа сайгүй ажиглаж болно.

Эсвэл гэрлэн дохио авах - улаан, шар, ногоон өнгөтэй. Бидний хэр хурдан хөдөлж байгаагаас хамааран эдгээр өнгө өөрчлөгдөж болох боловч хоорондоо биш, харин нил ягаан руу шилждэг: шар нь ногоон болж, ногоон нь цэнхэр болж хувирдаг.

За яагаад? Хэрэв бид гэрлийн эх үүсвэрээс холдож, араас нь харвал (эсвэл гэрлэн дохио биднээс холдвол) өнгө нь улаан өнгөтэй болно.

Улааныг ногоон өнгөтэй андуурч болох хурд нь зам дээр жолоодох хурдаас хамаагүй өндөр гэдгийг тодруулах нь зүйтэй болов уу.

Хариулт

Сэтгэгдэл

Доплер эффектийн мөн чанар нь хэрэв дууны эх үүсвэр ажиглагч руу ойртож эсвэл холдох юм бол түүнээс ялгарах дууны давтамж нь ажиглагчийн байр сууринаас өөрчлөгддөг. Жишээлбэл, хажуугаар өнгөрч буй машины хөдөлгүүрийн дуу өөрчлөгддөг. Энэ нь чам руу ойртох тусам илүү өндөр байдаг бөгөөд таны хажуугаар өнгөрч, холдож эхлэхэд гэнэт доошилдог. Дууны эх үүсвэрийн хурд өндөр байх тусам давтамжийн өөрчлөлт их болно.

Дашрамд хэлэхэд, энэ нөлөө нь зөвхөн дуу чимээнд төдийгүй гэрлийн хувьд ч үнэн юм. Энэ нь дуу чимээний хувьд илүү ойлгомжтой байдаг - үүнийг харьцангуй бага хурдаар ажиглаж болно. Үзэгдэх гэрэл нь ийм өндөр давтамжтай тул Доплер эффектийн улмаас бага зэрэг өөрчлөгддөг нүцгэн нүдүл үзэгдэх. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд радио холбоонд ч гэсэн Доплер эффектийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Хэрэв та хатуу тодорхойлолтыг судалж үзээгүй бөгөөд тэдний хэлснээр хуруунд үзүүлэх нөлөөг тайлбарлахыг оролдохгүй бол бүх зүйл маш энгийн болно. Дуу (гэрэл эсвэл радио дохио гэх мэт) нь долгион юм. Тодорхой болгохын тулд хүлээн авсан долгионы давтамж нь бүдүүвч долгионы (dropboxusercontent.com) "цүлтүүдийг" хэр олон удаа хүлээн авахаас хамаарна гэж үзье. Хэрэв эх үүсвэр ба хүлээн авагч нь хөдөлгөөнгүй (тиймээ, бие биентэйгээ харьцуулахад) байвал бид хүлээн авагчийн ялгаруулдаг давтамжтай "нурууг" хүлээн авах болно. Хэрэв эх сурвалж ба хүлээн авагч бие биедээ ойртож эхэлбэл бид илүү олон удаа хүлээн авч эхэлнэ, ойртох хурд өндөр байх тусам хурд нэмэгдэх болно. Үүний үр дүнд хүлээн авагч дээрх дууны давтамж өндөр байх болно. Хэрэв эх үүсвэр нь хүлээн авагчаас холдож эхэлбэл дараагийн "гулд" бүр хүлээн авагчид хүрэхэд бага зэрэг хугацаа шаардагдана - бид "уулын хяр" -ыг эх үүсвэрээс ялгарахаас арай бага давтамжтайгаар хүлээн авч эхэлнэ. Хүлээн авагч дээрх дууны давтамж бага байх болно.

Энэ тайлбар нь зарим талаараа бүдүүвчилсэн боловч ерөнхий зарчимтусгадаг.

Товчоор хэлбэл, эх үүсвэр ба хүлээн авагч нь бие биентэйгээ харьцангуй хөдөлж байх үед ажиглагдсан давтамж ба долгионы уртын өөрчлөлт. Энэ нь долгионы тархалтын хурдны хязгаартай холбоотой. Хэрэв эх үүсвэр ба хүлээн авагч ойртох юм бол давтамж нэмэгддэг (долгионы оргилыг илүү олон удаа бүртгэдэг); бие биенээсээ холдох - давтамж буурдаг (долгионы оргил үе бага бүртгэгддэг). Үр нөлөөний нийтлэг жишээ бол тусгай албаны дуут дохио юм. Хэрэв түргэн тусламжийн машин ойртож ирвэл дуут дохио дуугарч, явахдаа чанга дуугарна. Тусдаа тохиолдол бол цахилгаан соронзон долгионы вакуум дахь тархалт юм - тэнд харьцангуй бүрэлдэхүүн хэсэг нэмэгдэж, Доплер эффект нь хүлээн авагч ба эх үүсвэр нь бие биентэйгээ харьцуулахад хөдөлгөөнгүй байх тохиолдолд илэрдэг бөгөөд үүнийг цаг хугацааны шинж чанараар тайлбарладаг. .

Доплер эффектийн мөн чанар нь хэлбэлзлийн давтамж нь хүлээн авагчтай харьцуулахад хэлбэлзлийн эх үүсвэрийн хурдаас хамаарах явдал юм. Жишээлбэл, хэрэв та дуугарагч сэрээг өөрөөсөө холдуулбал дуу бага мэт санагдах болно (хэлбэлзлийн давтамж багасна), хэрвээ тааруулах сэрээ тан руу шидвэл дуу нь танд илүү өндөр мэт санагдах болно (хэлбэлзлийн давтамж нэмэгдэх болно). ). Энэ нь өөр шинж чанартай чичиргээнд мөн хамаарна - гэрэл ба радио долгион. Алдартай жишээнүүд. 1) Алс холын оддын цацраг туяа спектрийн дагуу улаан өнгө рүү шилжсэний улмаас "орчлон тэлэх" гэсэн таамаглал гарч ирэв. 2) Байгууламжаас туссан радио долгионоор өндөр хурдны бай руу чиглэсэн пуужингууд (дайсны нисэх онгоц ба пуужингууд) өөрчлөгдсөн давтамжийн хэлбэлзлийг хүлээн авдаг бөгөөд энэ өөрчлөлтийг "Допплер шилжилт" гэж нэрлэдэг бөгөөд радио толгойг заримдаа "Допплер" гэж нэрлэдэг. ”.

Сонирхолтой физикч ямар ч үзэгдлийг судалж чадна: нууранд хөвж буй завь, хөгжим тоглож буй оркестр, тэр ч байтугай ойртож буй галт тэрэгний чимээ. Сүүлийнх нь нэгэн цагт Австрийн нэрт эрдэмтэн Кристиан Доплерийг бусад эрдэмтэд дараа нь хэд хэдэн гайхалтай туршилтаар нотлох онолыг тайлбарлахад хүргэсэн юм. Тэдний ажлын үр дүн нь эффектийн тайлбар байсан бөгөөд хожим нь Доплерийн нэрээр нэрлэгдэх болно.

Энэ нөлөө нь зөвхөн одон орон судлалын хөгжилд төдийгүй магадгүй орчин үеийн Их тэсрэлтийн онолыг тайлбарлахад асар их үсрэлт өгсөн.

Кристиан Андреас Доплер

1803—1853

Австрийн математикч, физикч. Тэрээр ажиглагчийн хүлээн авсан дуу чимээ, гэрлийн чичиргээний давтамж нь долгионы эх үүсвэр ба ажиглагчийн хөдөлгөөний хурд, чиглэлээс бие биенээсээ хамааралтай болохыг нотолсон. Доплерийн илрүүлсэн физик нөлөө нь салшгүй хэсэг юм орчин үеийн онолуудорчлон ертөнцийн үүслийн тухай

Усны гадаргуу дээрх долгион

Кристиан Доплерын нээлтийн түүх нь тэрээр хөдөлж буй биетүүдээс усны гадаргуу дээр үүссэн долгионы үйл ажиллагаанд анхаарал хандуулснаар эхэлсэн юм. Объект хөдөлж буй чиглэлд гарч буй долгионы давтамж нь эсрэг чиглэлд гарч буй долгионы давтамжаас өндөр байдаг. Зураг дээр долгион нь завинаас жигд бус ялгарч байгааг харж болно: завь хөдөлж буй чиглэлд тэдний тоо илүү их, ард нь бага байна.

Чухал! Долгионуудын давтамж нь цаг хугацааны нэгж дэх давталтын тоо (f - давтамж, давтамж).

Харин усан дээр хөвж буй хөвөгчөөс долгионууд гарч ирдэг бөгөөд тэдгээрийн тоо бүх чиглэлд ижил байдаг. Өөрөөр хэлбэл, тэд ижил давтамжтай байдаг.

Эдгээр ажиглалт дээр үндэслэн Доплер энэ хэв маягийг дуу, гэрэл гэх мэт өөр төрлийн долгион руу шилжүүлэхийг оролдсон. Өмнөх дугаараас санаж байгаачлан бүх төрлийн долгион ижил шинж чанартай байдаг. Тэрээр ажиглагчтай харьцуулахад объектын хөдөлгөөнөөс хамааран долгионы давтамжийн өсөлт (бууралт) -ийг тайлбарласан онолыг боловсруулсан. Жишээлбэл, хэрэв завь биднийг чиглэн явж байвал бидэнд хүрэх долгионы давтамж илүү их байх ба биднээс (мөн завьнаас) холдох долгионы давтамж бага байх болно.

Дууны долгион

Доплерийн онолыг туршилтаар шалгах анхны оролдлогыг 1845 онд Кристофер Бэйс-Болот хийсэн. Энэхүү ер бусын туршилтыг хийхийн тулд хоёр найрал хөгжим, тэр үеийн хамгийн хурдан галт тэрэг (64 км / цаг) шаардлагатай байв. Туршилтын санаа нь дараах байдалтай байв: Утрехтээс Амстердам руу явж байсан галт тэргэнд бүрээчдийн найрал хөгжим байрлуулсан бөгөөд тэд тодорхой нотоор чанга тоглодог байв. Тэднийг тавцан дээр хүлээж байсан нь Баз-Болот болон өөр нэг хэсэг бүрээчид байсан бөгөөд тэд ижил нотоор тоглож байв. Энэ бүхнээс юу гарч ирэв: галт тэрэг ойртоход нотын чимээ нь бүрээчдийн тоглож байсан зүйлээс өөр (диссонант, өөрөөр хэлбэл нотын өнгө илүү өндөр байсан) сонсогдов. Хэдийгээр хоёр найрал хөгжим ижил зүйл, нэг зэмсэг дээр тоглож байсан. Мөн энэ нь эзлэхүүн эсвэл гадны дуу чимээний асуудал биш байсан.

Эрдэмтэн галт тэрэг ойртоход диссонанс алга болж, галт тэрэг тавцан дээр байх үед бүрэн алга болсныг олж мэдэв. Дараа нь урвуу үйл явц болсон: галт тэрэг цааш холдох тусам диссонанс улам хүчтэй болсон. Магадгүй та ч бас үүнтэй төстэй үзэгдлийн гэрч болсон байх: хажуугаар өнгөрөх түргэний машины дуут дохиог санаарай. Хэдийгээр тэр үүнийг өөрчилж чадахгүй байсан ч дуут дохио гурван өөр аялгуу тоглож байгаа юм шиг санагдаж байна.

Нууран дээр хөдөлж буй завины жишээн дээр бидний ажигласан зүйлтэй дууны долгионы ижил төстэй байдлыг анхаарч үзээрэй.

Энэхүү туршилт нь Доплерийн дүгнэлтийн үнэн зөвийг баталж, ирээдүйд эрдэмтэд энэ загварыг ашиглаж, ижил төстэй туршилтыг цахилгаан соронзон долгион дээр хийх боломжийг олгосон.

Цахилгаан соронзон долгионууд

Бид өөрсдөө ч мэдэлгүй цахилгаан соронзон долгионтой (радио долгион, рентген туяа, хэт улаан туяаны цацраг), гэхдээ тэдгээрийн хамгийн түгээмэл нь харагдах гэрэл юм. Аливаа долгион нь давтамж (f) эсвэл долгионы урт (λ) -ээр тодорхойлогддог бөгөөд нэг параметрийг нөгөөг нь мэдэхэд маш энгийн байдаг.

Энд v нь фазын хурд, долгион (цахилгаан соронзон долгионы хувьд v = 299 792 458 м/с); T - хэлбэлзлийн үе (давтамжийн эсрэг).

Цахилгаан соронзон долгионы урт нь өөр байж болох ч хүний нүд зөвхөн долгионы тодорхой спектрийг ялгаж чаддаг. Тэдний урт нь 400 нанометр (ягаан) -аас эхэлж, 700 нанометр (улаан) -аар төгсдөг.

Цахилгаан соронзон долгионы уртаас хамааран нүд нь тодорхой өнгө гэж хүлээн зөвшөөрдөг. Жишээлбэл, бидний цэнхэр гэрэл гэж нэрлэдэг зүйл бол 400-450 нм долгионы долгионы цацраг юм.

Өмнө дурьдсанчлан Доплер нь акустик болон оптик долгионы тархалтын хооронд параллель зурсан. Түүний санааг анх тодорхойлсон үндсэн бүтээлдээ эрдэмтэн "Одод яагаад ийм эсвэл өөр өнгөтэй байдаг вэ?" Гэсэн асуултыг тавьжээ. Тэрээр дараахь зүйлийг үндэслэнэ: 1) одод бол гэрлийн цацрагийн эх үүсвэр болох нь ойлгомжтой; 2) ялгарсан гэрэл нь бүх өнгөний нэг төрлийн (тэнцүү харьцаатай) хослол юм. Хэрэв та бүх харагдах өнгийг холивол цагаан өнгөтэй болно (энэ нь зөвхөн гэрлээр ажилладаг). Эх үүсвэрийн хөдөлгөөнөөс хамааран түүний ялгаруулах гэрлийн давтамж нэмэгдэж, буурдаг. Долгионы урт нь үүний дагуу өөрчлөгддөг тул бид үүнийг өнгөний өөрчлөлт гэж харж байна. Завины тухай жишээг санаарай. Доплер нь шилжих үед зарим өнгөт бүрэлдэхүүн хэсэг нь харагдах спектрээс "шилждэг" мэт санагддаг бөгөөд үлдсэн хослол нь одны өнгийг тодорхойлдог гэж үздэг.

Тухайн үед хүн төрөлхтөн гэрлийн мөн чанарын талаар хангалттай мэдлэггүй байснаас үүдэн түүний онолд алдаатай зүйл байсан нь хожим тодорхой болсон.

Доплерийн гол алдаа нь бүх одод цагаан гэрэл ялгаруулдаг гэдэгт итгэдэг байсан явдал юм. Тэр өнгөт бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь "явж" байх ёстой хэт улаан туяа, хэт ягаан туяа байдгийг мэддэггүй байв. Гэсэн хэдий ч цацрагийн эх үүсвэр хөдөлж байх үед долгионы уртын өөрчлөлтийн талаархи ерөнхий дүгнэлтүүд зөв байсан.

Яагаад өөр өөр элементүүд өөр өөр гэрэлтдэг вэ?

Борын атомын бүтцийн хамгийн энгийн загвараар электронууд атомын цөмийг тойрон тодорхой тодорхойлогдсон тойрог замд байдаг (Атомын гаригийн систем). Үүний зэрэгцээ тэд тойрог замаас тойрог зам руу үсэрч, энерги ялгаруулж эсвэл шингээж чаддаг бөгөөд энэ үзэгдлийг гэж нэрлэдэг. квант үсрэлт. Хэрэв электрон доод тойрог замд шилжих юм бол энэ нь квант энерги алдаж, квант гэрэл - фотоныг ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь квант үсрэлтийн үед эрчим хүчний алдагдлаас хамааран нарийн тодорхойлогдсон долгионы уртаар тодорхойлогддог. Бид ийм байдлаар ялгарч буй фотонуудыг маш тодорхой өнгөт гэрэлтэлт гэж үздэг - жишээлбэл, улаан халуун зэс утас цэнхэр өнгөтэй байна. Энэ нь эсрэгээрээ гэсэн үг юм, хэрэв бид жишээ нь, металлыг халаах үед цэнхэр гэрэлтэж байвал энэ нь зэс байж магадгүй юм. Атомын гэрэлтэлт ба түүний бүтэц хоорондын ийм хамаарлыг судлахыг физикийн салбар гэж нэрлэдэг. "спектроскопи".

Одоо та дурангаар сансарт халуун утсыг харж байгаа бөгөөд энэ нь цэнхэр өнгөөр гэрэлтэж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Дахин хэлэхэд та үүнийг зэс гэж хэлж болно. Энэ бол үндсэн зарчим юм спектрийн шинжилгээалс холын одод. Одууд нь зэс биш, харин гели, устөрөгчөөс бүрддэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Доплер улаан шилжилт

Америкийн одон орон судлаач шинэ дурангаар ойр орчмын галактикуудын зайг анх удаа хэмжиж байхдаа алс холын оддын спектрийн шинжилгээ нь ойролцоох ижил төстэй оддоос ялгаатай болохыг олж мэдэв. Түүнээс гадна өнгө нь улаан бүс рүү шилжсэн. Энэ үзэгдлийн цорын ганц тайлбар нь Доплер эффект байж болно. Өөрөөр хэлбэл, дэлхийн чиглэлд илүү хол одноос цацарч буй гэрэл илүү урттай, өөрөөр хэлбэл илүү улаан өнгөтэй байв. Үзэгдэх бүх оддын хувьд ижил төстэй "улайлт", өөрөөр хэлбэл улаан шилжилт ажиглагдсан.

Энэ нь Хабблыг бүх одод бие биенээсээ холдож байна гэсэн санааг төрүүлсэн. Түүнээс гадна од хэдий чинээ хол байна төдий чинээ хурдан холддог. Одон орон судлаач энэхүү өргөтгөлийн хувьд гоёмсог математик загварыг гаргаж чадсан.

Орчлон ертөнц тэлэх тухай сэтгэл хөдөлгөм санааны үндэс нь Хабблын хууль, эс тэгвээс түүний шууд үр дагавар юм. Эцсийн эцэст, хэрэв та цагийг "буцаавал" одод бие биендээ ойртох болно. Цагийг "буцааж" үргэлжлүүлбэл эцэст нь бид дараах зургийг авах болно: цаг хугацааны эхэн үед бүх одод нэг газар, нэг цэг дээр байсан. Энэ бол манай Орчлон ертөнцийн мэндэлсэн үе юм.

Өнөөдөр бол орчлон ертөнц үүсэх хамгийн логик загвар бөгөөд эрдэмтэд Доплер эффектийн ачаар үүнийг яг таг нотлож чадсан юм.

Долгионуудын эх үүсвэр зүүн тийшээ хөдөлдөг. Дараа нь зүүн талд долгионы давтамж өндөр (илүү), баруун талд - бага (бага) болж, өөрөөр хэлбэл долгионы эх үүсвэр нь түүний ялгаруулж буй долгионыг гүйцэх юм бол долгионы урт буурдаг. Хэрэв үүнийг арилгавал долгионы урт нэмэгдэнэ.

Доплер эффект- хүлээн авагчийн тэмдэглэсэн долгионы давтамж, уртын өөрчлөлт нь тэдгээрийн эх үүсвэрийн хөдөлгөөн ба / эсвэл хүлээн авагчийн хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй.

Үзэгдлийн мөн чанар

Ажиглагчийн хажуугаар дуут дохиотой машин явж байхад Доплер эффектийг практикт ажиглахад хялбар байдаг. Дуут дохио тодорхой аялгуу үүсгэдэг бөгөөд энэ нь өөрчлөгддөггүй гэж бодъё. Ажиглагчтай харьцуулахад машин хөдлөхгүй байх үед тэр дуут дохионы дууг яг сонсдог. Гэвч хэрэв машин ажиглагч руу ойртвол дууны долгионы давтамж нэмэгдэж (мөн урт нь багасах болно), ажиглагч нь дохиоллын дохионоос илүү өндөр дууг сонсох болно. Ажиглагчийн хажуугаар машин өнгөрөх үед тэр дохиоллын яг л дууг сонсох болно. Машин цааш явж, ойртохын оронд холдох үед ажиглагч дууны долгионы давтамж бага (мөн үүний дагуу урт урт) зэргээс болж бага аяыг сонсох болно.

Цэнэглэгдсэн бөөмс харьцангуй хурдтай орчинд хөдөлдөг тохиолдол бас чухал юм. Энэ тохиолдолд Доплер эффекттэй шууд холбоотой Черенковын цацрагийг лабораторийн системд бүртгэдэг.

Математик тайлбар

Хэрэв долгионы эх үүсвэр нь орчинтой харьцуулахад хөдөлдөг бол долгионы оройн хоорондох зай (долгионы урт) нь хөдөлгөөний хурд, чиглэлээс хамаарна. Хэрэв эх үүсвэр нь хүлээн авагч руу чиглэж, өөрөөр хэлбэл, түүний гаргаж буй долгионыг гүйцэж байвал долгионы урт багасна, хэрэв холдвол долгионы урт нэмэгдэнэ.

хаана нь долгион ялгаруулдаг давтамж, орчин дахь долгионы тархалтын хурд, долгионы эх үүсвэрийн орчинтой харьцуулахад хурд (эх үүсвэр нь хүлээн авагч руу ойртвол эерэг, холдох бол сөрөг).

Тогтмол хүлээн авагчаар бүртгэгдсэн давтамж

Хүлээн авагчийн дундажтай харьцуулахад хурд хаана байна (эх үүсвэр рүү шилжвэл эерэг).

Томъёо (2) дахь томъёоны (1) давтамжийн утгыг орлуулснаар бид ерөнхий тохиолдлын томъёог авна.

гэрлийн хурд хаана байна, хүлээн авагч (ажиглагч) -тай харьцуулахад эх үүсвэрийн хурд, хүлээн авагчийн лавлах систем дэх эх үүсвэр рүү чиглэсэн чиглэл ба хурдны вектор хоорондын өнцөг. Хэрэв эх үүсвэр нь ажиглагчаас радиаль байдлаар холдож байгаа бол , ойртож байгаа бол - .

Харьцангуй Доплер эффект нь хоёр шалтгааны улмаас үүсдэг.

эх үүсвэр ба хүлээн авагчийн харьцангуй хөдөлгөөнтэй давтамжийн өөрчлөлтийн сонгодог аналог;

Сүүлчийн хүчин зүйл нь долгионы вектор ба эх үүсвэрийн хурдны хоорондох өнцөг нь -тэй тэнцүү байх үед хөндлөн Доплер эффект үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд давтамжийн өөрчлөлт нь сонгодог аналоггүй цэвэр харьцангуй нөлөө юм.

Доплер эффектийг хэрхэн ажиглах вэ

Энэ үзэгдэл нь аливаа долгион, бөөмийн урсгалын онцлог шинж чанартай тул дуу чимээг ажиглахад маш хялбар байдаг. Дууны чичиргээний давтамжийг чихний давтамж гэж хүлээн авдаг. Хурдан хөдөлж буй машин эсвэл галт тэрэг таны хажуугаар өнгөрч, дуу чимээ, жишээлбэл, дохиолол эсвэл зүгээр л дохио өгөх нөхцөл байдлыг хүлээх хэрэгтэй. Машин чам руу ойртоход дууны өндөр өндөр болж, машин тан руу ирэхэд огцом буурч, цааш явах тусам машин дуугарах чимээг сонсох болно.

Өргөдөл

Доплер радар нь объектоос туссан дохионы давтамжийн өөрчлөлтийг хэмждэг радар юм. Давтамжийн өөрчлөлт дээр үндэслэн объектын хурдны радиаль бүрэлдэхүүнийг тооцоолно (объект ба радараар дамжин өнгөрөх шулуун шугам дээрх хурдны төсөөлөл). Доплер радарыг янз бүрийн чиглэлд ашиглаж болно: нисэх онгоц, хөлөг онгоц, машин, гидрометеор (жишээлбэл, үүл), далайн болон голын урсгал болон бусад объектын хурдыг тодорхойлох.

Одон орон судлал
- Од, галактик болон бусад селестиел биетүүдийн хөдөлгөөний радиаль хурд нь спектрийн шугамын шилжилтээр тодорхойлогддог. Доплер эффектийг ашиглан тэдгээрийн радиаль хурдыг селестиел биетүүдийн спектрээс тодорхойлно. Гэрлийн чичиргээний долгионы уртын өөрчлөлт нь эх үүсвэрийн спектрийн бүх спектрийн шугамууд нь ажиглагчаас (улаан шилжилт) радиаль хурдыг холдуулсан бол урт долгион руу, харин чиглэл нь богино долгион руу шилждэг. түүний радиаль хурд нь ажиглагч руу чиглэнэ (ягаан шилжилт). Хэрэв эх үүсвэрийн хурд нь гэрлийн хурдтай (300,000 км/с) харьцуулахад бага бол цацрагийн хурд нь гэрлийн хурдыг аливаа спектрийн шугамын долгионы уртын өөрчлөлтөөр үржүүлж, долгионы уртад хуваасантай тэнцүү байна. суурин эх үүсвэр дэх ижил шугам.
- Оддын температурыг спектрийн шугамын өргөнийг нэмэгдүүлэх замаар тодорхойлно
Инвазив бус урсгалын хурдыг хэмжих. Доплер эффектийг шингэн ба хийн урсгалын хурдыг хэмжихэд ашигладаг. Энэ аргын давуу тал нь мэдрэгчийг урсгал руу шууд байрлуулах шаардлагагүй юм. Хурд нь хэт авианы цацрагийг орчны нэгэн төрлийн бус (суспензийн тоосонцор, үндсэн урсгалтай холилддоггүй шингэний дусал, хийн бөмбөлөг) дээр тараах замаар тодорхойлогддог.
Аюулгүй байдлын дохиолол. Хөдөлж буй объектуудыг илрүүлэхийн тулд
Координатыг тодорхойлох. Коспас-Сарсат хиймэл дагуулын системд газар дээрх яаралтай тусламжийн дамжуулагчийн координатыг Доплер эффект ашиглан хиймэл дагуулаас хүлээн авсан радио дохиогоор тодорхойлдог.

Урлаг, соёл

Америкийн "Том тэсрэлтийн онол" инээдмийн цувралын 1-р улирлын 6-р ангид доктор Шелдон Купер Хэллоуины баярт оролцохдоо Доплер эффектийг бэлгэдсэн хувцас өмссөн байна. Гэсэн хэдий ч тэнд байгаа бүх хүмүүс (түүний найзуудаас бусад нь) түүнийг тахө гэж боддог.

Тэмдэглэл

бас үзнэ үү

Холбоосууд

Далайн урсгалыг хэмжихийн тулд Доплер эффект ашиглах

Викимедиа сан. 2010 он.

Бусад толь бичгүүдээс "Доплер эффект" гэж юу болохыг хараарай.

Доплер эффект- Доплер эффект Дамжуулагч нь хүлээн авагчтай харьцуулахад эсвэл эсрэгээр шилжих үед тохиолддог давтамжийн өөрчлөлт. [БИ БОЛ. Невдяев. Харилцаа холбооны технологи. Англи Орос Толь бичиглавлах. Ю.М. Горностаева. Москва… Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

Доплер эффект- Doplerio reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Доплер эффект вок. Доплер эффект, m rus. Доплер эффект, м; Доплер үзэгдэл, n pranc. effet Doppler, m … Физикос терминų žodynas

Доплер эффект- Doppler io efektas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. Доплер эффект вок. Доплер эффект, m rus. Доплер эффект, м; Доплер эффект, м pranc. effet Doppler, m ryšiai: sinonimas – Doplerio efektas … Automatikos terminų žodynas

Доплер эффект- Doplerio efektas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Spinduliuotės stebimo bangos ilgio pasikeitimas, šaltiniui judent stebėtojo atžvilgiu. attikmenys: англи хэл. Доплер эффект вок. Доплер эффект, m rus. Доплер эффект, м; Доплер эффект, м... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Доплер эффект- Doplerio efektas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matuojamosios spinduliuotės dažnio pokytis, atsirandantis dėl reliatyviojo judesio tarp pirminio ar antrinio šaltinio irtojosteb. attikmenys: англи хэл. Доплер эффект вок... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Доплер эффект нь тэдгээрийн эх үүсвэрээс тодорхой зайд тархсан хэлбэлзлийн давтамж нь сүүлчийн давтамжаас ялгаатай байдаг; заасан давтамжийн өөрчлөлт нь хэлбэлзлийн эх үүсвэр ба хүлээн авагчийн хөдөлгөөний харьцангуй хурдаас хамаарах бөгөөд эх үүсвэрээс хол зайд хамаарахгүй. Доплер эффект нь усан дээрх чичиргээт хөвөгчөөс долгион тархах, дуу чимээ, цахилгаан соронзон цацраг болон бусад зарим тохиолдолд үүсдэг. Энэ нь радио холбооны систем, хиймэл дагуулын навигаци, спектрийн шинжилгээнд өргөн, амжилттай хэрэглэгддэг маш ашигтай эффект юм. эмнэлгийн оношлогоомөн бусад. Үүний мөн чанар, математик загварыг сургуульд ч заахад хангалттай энгийн бөгөөд ойлгомжтой гэж үздэг. Тэгвэл яагаад түүний тухай өөр зүйл бичих вэ? Баримт нь Доплер эффект нь байгалийн шинжлэх ухаанд онцгой байр суурь эзэлдэг, учир нь энэ нь механикийн үндсэн зарчим болох харьцангуйн зарчимтай холбоотой байдаг ч лагерь хоорондын сөргөлдөөнийг дурдахад харьцангуйн бус лагерийн дотор ч маргаан үүсгэсээр байна. Энэ нөлөөг сайтар задлан шинжилснээр харьцангуйн зарчмыг сонгодог механикийн хүрээнээс хэтрүүлэхгүйгээр илүү сайн ойлгож чадна гэж надад санагдаж байна. Өөрөөр хэлбэл, Доплер эффект нь харьцангуйн сонгодог зарчмыг батлахад чухал ач холбогдолтой туршилтын баримт юм.

Хэдийгээр Доплер эффектийг 19-р зууны дунд үед туршилтаар нээсэн боловч анх "үзэгний үзүүрт" дангаар нь нээж, туршилтаар баталгаажуулж болох байсан. Түүний математик загвар нь маш энгийн: бүх үндсэн томьёог лавлагааны систем хоорондын шилжилтийн сонгодог дүрмийг ашиглан гурвалжныг авч үзэх замаар олж авдаг. Тиймээс Доплер эффект нь харьцангуйн зарчмын шууд үр дагавар болж хувирдаг. Харьцангуй хөдөлгөөний онцгой тохиолдлуудын хамгийн энгийн томъёог Кристиан Доплер өөрөө гаргаж авсан бөгөөд дараа нь нэр хүндтэй физикчид (Хендрик Лоренцыг оролцуулаад) тэдгээрийг зарим талаар ерөнхийд нь тодорхойлсон бөгөөд энэ хэлбэрээр тэд сурах бичиг, янз бүрийн түвшний лекцийн хичээлүүд, түүнчлэн алдартай уран зохиолд гарч ирэв. физик дээр. Гэсэн хэдий ч хачирхалтай нь эдгээр томъёо нь алдаатай болсон.

Яаж буруу томьёо (тэдгээрийг каноник гэж нэрлэе) нь харгалзах хэмжилтийн үр дүнг амжилттай урьдчилан таамаглаж байгаа утгаараа бодит байдлыг зөв дүрсэлсэн байж болох вэ? Энгийн хариулт нь: тийм ээ, томъёонууд нь ерөнхийдөө үнэн зөв биш, гэхдээ тэдгээрийн нарийвчлал нь тэдгээрийг ашиглаж буй нөхцөлд хангалттай байдаг - шинжлэх ухаанд нэлээд түгээмэл зүйл юм. Хэрэв физикт асар их үл ойлголцол үүсгэсэн дараах нөхцөл байдал байгаагүй бол энэ тайлбарт сэтгэл хангалуун байж болно.

Баримт нь каноник томьёо нь хөндлөн Доплер эффект гэж нэрлэгддэгийг үгүйсгэдэг бөгөөд Альберт Эйнштейний харьцангуйн тусгай онолд (STR) үүнийг хийх газар байдаг. Үр нөлөө нь үнэхээр байдаг тул (жишээлбэл, цусны судасны хэт авиан оношлогоонд ашигладаг) Эйнштейн ба релятивистууд үүнийг харьцангуйн онолдоо туршилтын дэмжлэг гэж үзсэн. Үүний зэрэгцээ, Доплер эффектийг бүрэн тайлбарласан болно сонгодог онолХэрэв бид каноник томъёоны гарал үүслийг илүү болгоомжтой авч үзвэл арга зүйн алдаанаас зайлсхийх, бага хэмжээгээр яаран хайхрахгүй байх болно. Түүхийн хувьд сонгодог физикийн математикийн ойролцоо тооцооллын улмаас үр нөлөө нь анзаарагдаагүй, тиймээс үгүйсгэгдсэн боловч харьцангуйн онолын хувьд энэ нь алдагдаагүй бөгөөд түүний хамгийн чухал ач тус, түүнчлэн маш чухал эмпирикүүдийн нэгд тооцогддог байв. түүний талд байгаа аргументууд. Өөрөөр хэлбэл, сонгодог физик нь анхан шатны математикийн хайхрамжгүй байдлаас болж хөндлөн доплер эффектээ алдсан бөгөөд харьцангуйн физик нь таамаглалаараа бахархаж, таамаглалгүй гэдгээ аргумент болгон ашигладаг. Үүн дээр хэлбэлзлийн эх үүсвэрийн хурд долгионы тархалтын хурдаас их байх үед гарч ирдэг цочролын долгионы эффект нь Доплер эффектийн сонгодог загвараас албан ёсоор дагалддаггүй, харин тусад нь тайлбарласан харамсалтай орхигдлыг нэмж оруулъя. Эрнст Махын хүчин чармайлт; Гэсэн хэдий ч, энэ нь амархан засч залруулж болох уламжлалт сонгодог загварын алдаа юм.

Доплер эффектийн сонгодог математик загварт хамгийн нарийн бөгөөд гүнзгий дүн шинжилгээ хийж, эцэст нь томоохон алдаануудыг арилгасан бөгөөд Олег Акимов (http://sceptic-ratio.narod.ru/fi/es4.htm) хийсэн. ). Наад зах нь би энэ ангийн өмнөх бүтээлүүдийг мэдэхгүй байна. Түүний үр дүн намайг маш их итгүүлсэн тул би энэ сэдвийг өөрөө шийдэх хуучин санаагаа орхисон. Би тэр үед хуримтлагдсан бараг бүх асуултанд иж бүрэн хариултыг авсан юм шиг санагдаж байв. Гэсэн хэдий ч хэсэг хугацааны дараа би хэд хэдэн зүйлийг анзаарсан бөгөөд эдгээрийн уламжлалт болон Акимовын хүлээн зөвшөөрсөн тайлбар нь миний бодлоор тийм ч хангалттай биш хэвээр байна. Тиймээс би Doppler эффектийн загварыг танилцуулах өөрийн хувилбарыг санал болгохоор шийдсэн.

Миний нийтлэлийн бүрэн хувилбараас (http://dunaevv1.narod.ru/other/dopler_effect.pdf) та сонгодог (харьцангуй бус) санаануудын хүрээнд Доплер эффектийг тодорхойлсон үндсэн томъёоны гарал үүслийг олох болно. хөдөлгөөний харьцангуй байдал. Үүний зэрэгцээ, давтамжийн хувьд Доплер эффект байгаа газар долгионы урттай ижил нэртэй эффект байхгүй байж болох бөгөөд энэ нь сургуульд хүлээн авсан бидний уламжлалт санаатай нийцэхгүй байгааг та харах болно. Доплер эффектийн хөдөлгөөнт дүрслэлийг эндээс олж болно: http://dunaevv1.narod.ru/other/dopler.htm. Энд би ажиглагдсан объект болон ажиглагчийн талаар эхлэх цэгүүдийг өгөх болно.

Доплер эффект нь эх үүсвэр ба түүнээс гарч, хөдөлж буй зарим элементүүдийн дараалал гэсэн хоёр хэсгээс бүрдсэн объектыг ажиглахад илэрдэг. Сүүлийнх нь жишээлбэл, сум (эх үүсвэр нь пулемёт) эсвэл долгионы фронт (эх үүсвэр нь цахилгаан соронзон хэлбэлзэл эсвэл хүрээлэн буй орчны чичиргээ, жишээлбэл, ус, агаар гэх мэт) байж болно. Доплер эффектийн математик загварт эх үүсвэр ба элементүүдийн физик шинж чанарыг ихэвчлэн хийсвэрлэж, дараахь цэвэр кинематик схемүүдийн аль нэгийг үндэс болгон авдаг.
1) аль нэг эх үүсвэрээс үүссэн, нэг буюу бүх боломжит чиглэлд тархсан цэгүүдийн багц; Цэгүүдийг болзолт сум, диаграммыг сум гэж нэрлэе;
2) эх үүсвэрийн ойролцоо нэг хавтгайд үүссэн, цаг хугацааны явцад радиус нь нэмэгдэж буй тойргийн багц; гурван хэмжээст орон зайд тойргийн оронд бид бөмбөрцөг гэж үзэж болно; Тойрог эсвэл бөмбөрцөгийг тархах долгионы фронт буюу зүгээр л долгион, хэв маягийг долгион гэж нэрлэе.

Эдгээр схемүүдийн аль нэг нь Доплер эффектийг тайлбарлахад тохиромжтой боловч тэдгээрийн аль нэг нь зарим нарийн ширийн зүйлийг тодруулахад нөгөөгөөсөө илүү тохиромжтой байж болох юм. Тиймээс боломж гарвал би тав тухыг үл тоомсорлохгүй.

Одоо загварын параметрүүдийн талаар. Эх сурвалж нь тогтмол f давтамжтай буюу өөрөөр хэлбэл тогтмол хугацааны интервал (хугацаа) T=1/f бүхий элементүүдийг (сум эсвэл долгион) үүсгэдэг. Эх үүсвэрээс гарч буй элементүүд огторгуйд жигд, шулуунаар хурдтайгаар хөдөлдөг c. Сумны схемд дүрэмт хувцас ямар байх нь тодорхой байна шулуун хөдөлгөөнсум Долгионы схемд бид долгионы фронт бүрийн радиусын жигд өсөлтийг илэрхийлдэг, хавтгай хайрцагт дугуй хэлбэртэй, гурван хэмжээст тохиолдолд бөмбөрцөг хэлбэртэй байна. Элементүүд ямар хурдтай хөдөлдөг вэ? Хоёр сонголт байгаа бөгөөд үүнийг дараа нь хэлэлцэх болно. Элементүүд нь орон зайд цаг хугацааны явцад уртасч, зэргэлдээх хоёр элементийн хооронд ижил зайтай дарааллыг бүрдүүлдэг. Товчхондоо сум болон долгионы схемд энэ зайг ижил аргаар нэрлэнэ - долгионы урт ба ламбда үсгээр тэмдэглэнэ;. Эцэст нь, элементүүдийн эх үүсвэр нь v хурдтайгаар жигд, шулуунаар хөдөлдөг. Юуны талаар? Хөдөлгөөнгүй гэж үздэг зарим лавлах системтэй харьцуулахад.
Тиймээс бид анхны өгөгдлийг зааж өгсөн, гэхдээ ямар даалгавар байна вэ? Хөдөлгөөний хурдаас хамааран тэдгээрийн эх үүсвэрээс тодорхой зайд байгаа элементүүдийн давтамж, долгионы уртыг тодорхойлохдоо.

Аливаа зүйлийн хөдөлгөөнийг судлахдаа тогтмол лавлах хүрээ (FFR) нэвтрүүлэх нь туйлын нийтлэг зүйл бөгөөд дүрмээр бол энэ тухай ярих юм бол маш бага юм. Гэсэн хэдий ч Доплер эффектийг судлахдаа олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй объектын (элементүүдтэй эх сурвалж) хөдөлгөөнөөс гадна ажиглагчийн хөдөлгөөн буюу долгион эсвэл сум хүлээн авагчийн хөдөлгөөн ихэвчлэн байдаг тул үүнд илүү анхаарал хандуулах хэрэгтэй. бас авч үзсэн. Гэсэн хэдий ч энд бид арга зүйн зарим бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд үүнийг хүмүүс анзаарахыг хүсдэггүй.
Аливаа хөдөлгөөнийг ажиглагч нь түүний байрлал, шаардлагатай бол харах өнцгийг тэмдэглэсэн тодорхой лавлах системээр илэрхийлэгддэг. Хэрэв бид зарим гадны биетийн хөдөлгөөнийг дүрслэхийг хүсвэл зургийг өөрийн хөдөлгөөнөөр гажуудуулж болохгүй. Тийм учраас НӨАТ-ыг нэвтрүүлж байна. ҮСХ нь цаг хугацааны аль ч мөчид, орон зайн аль ч цэгт онолын бүх объектууд - эх сурвалж ба түүнээс гарч буй элементүүдийг харааны талбарт байрлуулсан мета-ажиглагчтай тохирдог. Зохиогч бүтээж, тайлбарлаж байна шинжлэх ухааны онол, үргэлж мета ажиглагч байдаг. "Мета-ажиглагч" гэсэн нэр томъёог өөр ажиглагчийг нэвтрүүлэхэд төөрөгдлөөс зайлсхийхийн тулд ашигладаг - элемент хүлээн авагч, заримдаа объектын ажиглагч гэж нэрлэгддэг, хөдөлж чаддаг. Баримт нь Доплер эффект нь гурван нөхцөл байдалд өөрөөр илэрдэг: 1) эх үүсвэр хөдөлж, ажиглагч тайван байх үед, 2) ажиглагч хөдөлж, эх үүсвэр тайван байх үед, 3) хоёулаа байх үед. хөдөлж байна. Энэ нийтлэлд надад объектын ажиглагч хэрэггүй бөгөөд түүний танилцуулга нь зөвхөн төөрөгдөл үүсгэдэг гэж бодож байна. Надад ганцхан ажиглагч бий, тэр ерөнхийдөө зарим нэг ҮСХ-той холбоотой. Хөдөлгөөнгүй ажиглагчийн объекттой харьцуулахад хөдөлгөөний нөлөөг ҮСХ-той харьцуулахад объектын хөдөлгөөний тусгай тодорхойлолтоор загварчилсан.

Эхлээд зөвхөн тохиромжтой байх үүднээс сонгосон сум схем гэж нэрлэгддэг Доплер эффектийн хамгийн энгийн загварыг авч үзье: хурдны вектор нэмэх нь скаляр нэмэх замаар илэрхийлэгддэг нэг хэмжээст тохиолдлыг авч үзье. тэдгээрийн утгууд, өөрөөр хэлбэл тригонометрийг ашиглахгүйгээр. Уг схемийн нэр нь зүйрлэл бөгөөд жинхэнэ пулемёт буудахтай огт хамаагүй гэдгийг сануулъя.

Тогтмол нэг хэмжээст координатын системийг өгье; эх үүсвэр нь өгөгдсөн жишиг хүрээтэй харьцуулахад тэдгээрийн утгыг нэмэгдүүлэх чиглэлд координатын тэнхлэгтэй параллель v тогтмол хурдтай хөдөлж, тогтмол давтамжтай f сум үүсгэдэг, мөн тэдгээрийн эх үүсвэртэй ижил чиглэлд жигд, шулуун нисдэг; гэхдээ c хурдтай, харьцангуйн нь хоёр хувилбартай байж болно: 1) эх сурвалжтай харьцуулахад, 2) тогтмол лавлагааны системтэй харьцуулахад. Нэг жигд ба шугаман хөдөлгөөнийг мөн инерциал гэж нэрлэдэг.

Эхний хувилбарт сум нь эх үүсвэртэй харьцуулахад c хурдтай нисдэг бөгөөд эх үүсвэр нь өөрөө ҮСХ-той харьцуулахад v хурдтай хөдөлдөг. Хоёрдахь хувилбарт сум болон эх үүсвэр нь ҮСХ-той харьцуулахад c ба v хурдтайгаар хөдөлдөг.
Мэдээжийн хэрэг, эх үүсвэр нь хөдөлгөөнгүй (v = 0) бөгөөд сум нь эх үүсвэртэй болон ҮСХ-той харьцуулахад ижил хурдтай c нисдэг тохиолдолд аль аль хувилбар нь нэгд нийлдэг. Энэ өчүүхэн хувилбарын талаар хэсэгхэн зуур анхаарлаа хандуулцгаая. Эх үүсвэрийн байршилд f "галдах" давтамжийг тодорхойлолтоор мэддэг. Эх сурвалжаас тодорхой зайд сум ирэх хурд хэд вэ? Сумны нисэх зам дээрх дурын цэгийг авч үзье. Хэзээ нэгэн цагт сум энэ цэг дээр ирвэл дараалалд байгаа дараагийнх нь T = 1/f хугацааны дараа энэ цэг дээр ирнэ, тиймээс сумны ирэх давтамж нь f-тэй тэнцүү байна. , эх үүсвэрийн цэгтэй адил . Дараалалд байгаа зэргэлдээ сумны хоорондох зай (долгионы урт); = cT = c/f. Сумны нислэгийн хурдны c утга өөрчлөгдөхөд долгионы урт пропорциональ өөрчлөгддөг боловч f давтамж өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгааг анхаарна уу. Харж байгаа тохиолдолд эх үүсвэр нь хөдөлгөөнгүй байх үед Доплер эффект байхгүй.

Одоо суурин лавлах хүрээтэй харьцуулахад эх үүсвэр хөдөлдөг (v > 0) хоёр сонголт руу шилжье. Сонголтуудын ялгаа нь зөвхөн сумны хурдыг ямар хэмжээтэй харьцуулж байгааг тодорхойлоход л оршино. Сумнууд эх үүсвэртэй нэг чиглэлд нисдэг гэдгийг сануулъя; Учир нь эсрэг хөдөлгөөнта зүгээр л c-ийн урд байгаа тэмдгийг эсрэгээр нь солих хэрэгтэй. Нислэгийн зам дээр байгаа цэг дээр эх үүсвэрээс дурын зайд ирж буй сумны f" давтамжийг бид сонирхож байна; f" давтамжийг ҮСХ-той харьцуулахад тодорхойлогддог. Цаашилбал, сүүдэрлэсэн утгууд нь NSO-д тохирно.

Хэрэв та энэ нийтлэлийг сонирхож байгаа бол түүний үргэлжлэлийг бүрэн эхээр нь http://dunaevv1.narod.ru/other/dopler_effect.pdf хаягаар орж үзнэ үү.

λ, хэлбэлзлийн эх үүсвэр болон ажиглагч бие биентэйгээ харьцангуй хөдөлж байх үед ажиглагч хүлээн авдаг. Доплер эффектийн илрэлийг дараах жишээн дээр хамгийн хялбараар тайлбарлав. Тархалтгүй нэгэн төрлийн орчинд байгаа суурин эх үүсвэр нь T 0 = λ 0 /υ үетэй долгион ялгаруулж байг, энд λ 0 нь долгионы урт, υ нь энэ орчин дахь долгионы фазын хурд юм. Хөдөлгөөнгүй ажиглагч ижил хугацаатай T 0, долгионы урт λ 0 ижил цацраг хүлээн авна. Хэрэв S эх үүсвэр нь ажиглагч P (хүлээн авагч) руу тодорхой V s хурдтайгаар хөдөлж байвал ажиглагчийн хүлээн авсан долгионы урт нь T 0 хугацааны эх үүсвэрийн шилжилтийн хэмжээгээр багасах болно, өөрөөр хэлбэл λ = λ 0 -V S T 0, ω давтамж нь зохих ёсоор нэмэгдэх болно: ω = ω 0 /(1 - V s /υ). Хэрэв эх үүсвэр хөдөлгөөнгүй, ажиглагч түүн рүү ойртвол хүлээн авсан давтамж нэмэгдэнэ. Эх сурвалж ажиглагчаас холдох тусам хүлээн авсан давтамж буурдаг бөгөөд энэ нь ижил томъёогоор тодорхойлогддог боловч хурдны тэмдэг өөрчлөгдсөн байдаг.

Ерөнхий тохиолдолд эх үүсвэр ба хүлээн авагч хоёулаа V S ба V P харьцангуй хурдтай хөдөлгөөнгүй орчинд θ S ба θ P дурын өнцгөөр шилжих үед (Зураг) хүлээн авсан давтамж нь (1) тэнцүү байна:

Давтамжийн хамгийн их өсөлт нь эх үүсвэр ба хүлээн авагч бие бие рүүгээ шилжих үед (θ S = 0, θ P = π), бууралт нь эх үүсвэр ба ажиглагч бие биенээсээ холдох үед (θ S = π, θ P =) үүснэ. 0). Хэрэв эх үүсвэр ба хүлээн авагч нь хэмжээ, чиглэлд ижил хурдтай хөдөлдөг бол Доплер эффект байхгүй болно.

Вакуум дахь гэрлийн хурдтай харьцуулах хөдөлгөөний хурдтай үед цаг хугацааны тэлэлтийн харьцангуй нөлөөг харгалзан үзэх шаардлагатай (Харьцангуйн онолыг үзнэ үү); Үүний үр дүнд суурин ажиглагчийн хувьд (V P = 0), хүлээн авсан цацрагийн давтамж (2)

Энд β = V S / s. Энэ тохиолдолд давтамжийн шилжилт мөн θ S = π/2 (хөндлөн Доплер эффект гэж нэрлэгддэг) үед тохиолддог. Вакуум дахь цахилгаан соронзон долгионы хувьд дурын лавлах системд υ = c ба (2) томъёонд V S-ийг эх үүсвэрийн харьцангуй хурд гэж ойлгох ёстой.

Тархалттай орчинд υ фазын хурд нь ω давтамжаас хамаарах үед (1), (2) хамаарал нь өгөгдсөн ω 0 ба V S-ийн хувьд ω-ийн хэд хэдэн утгыг зөвшөөрч болно, өөрөөр хэлбэл өөр өөр давтамжтай долгионууд хүрч болно. ижил өнцгөөр ажиглалтын цэг (цогцолбор Доплер эффект гэж нэрлэдэг). Нэмэлт функцуудэх үүсвэр V S > υ хурдтайгаар хөдөлж, cosθ S = υ/V S нөхцөлийг хангасан өнцгийн конусын гадаргуу дээр (2) томъёоны хуваагч тэг болно - хэвийн бус Доплер эффект гэж нэрлэгддэг. . Энэ тохиолдолд заасан конусын дотор θ S өнцөг нэмэгдэх тусам давтамж нэмэгддэг бол ердийн Доплер эффектийн үед θ S том өнцөгт жижиг давтамжууд ялгардаг.

Доплер эффектийн нэг хувилбар нь давхар Доплер эффект гэж нэрлэгддэг - долгионы давтамжийг хөдөлж буй биеэс тусгах үед шилжих, учир нь тусгах объектыг эхлээд хүлээн авагч, дараа нь долгионыг дахин ялгаруулагч гэж үзэж болно. . Хэрэв ω 0 ба υ 0 нь хавтгай хил дээр ирэх долгионы давтамж ба фазын хурд бол υ i хурдаар тархах хоёрдогч (туссан ба дамжуулагдсан) долгионы ω i давтамжийг (3) гэж тодорхойлно.

Энд θ 0, θ i нь харгалзах долгионы долгионы вектор ба ойсон гадаргуугийн хөдөлгөөний V хурдны хэвийн бүрэлдэхүүн хэсгийн хоорондох өнцөг юм. Томъёо (3) нь макроскопийн хувьд суурин орчны төлөв байдлын өөрчлөлтийн (жишээлбэл, хий дэх иончлолын долгион) хөдөлгөөний хил хязгаараас тусгал үүссэн тохиолдолд хүчинтэй байна. Үүнээс үзэхэд долгион руу чиглэсэн хил хязгаараас тусах үед давтамж нэмэгдэж, үр нөлөө нь их байх тусам хил ба ойсон долгионы хурдны ялгаа бага байх болно.

Тогтмол бус мэдээллийн хэрэгслийн хувьд тархалтын долгионы давтамжийн өөрчлөлт нь суурин ялгаруулагч ба хүлээн авагчийн хувьд ч тохиолдож болно - параметрийн Доплер эффект гэж нэрлэгддэг.

Доплер эффектийг акустик ба оптикийн салбарт анх онолын хувьд нотолсон К.Допплерийн нэрээр нэрлэсэн (1842). Акустик дахь Доплер эффектийн анхны туршилтын баталгаа нь 1845 оноос эхлэлтэй.А.Физэу (1848) спектрийн шугамын доплер шилжилтийн тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн бөгөөд үүнийг хожим (1867) зарим од ба мананцарын спектрээс нээсэн. Хөндлөн Доплер эффектийг 1938 онд Америкийн физикч Г.Ивс, Д.Стилвелл нар нээсэн. Доплер эффектийн ерөнхий дүгнэлт нь суурин бус хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэлд хамаарах В.А.Мишельсон (1899); V > υ-ийн хувьд тархалттай орчинд нийлмэл Доплер эффект болон хэвийн бус Доплер эффект үүсэх боломжийг В.Л.Гинзбург, И.М.Фрэнк (1942) нар анх зааж өгсөн.

Доплер эффект нь цацрагийн эх үүсвэр ба долгион тараагч объектуудын хөдөлгөөний хурдыг хэмжих боломжийг олгодог бөгөөд өргөн практик хэрэглээг олж авдаг. Астрофизикийн хувьд Доплер эффектийг оддын хөдөлгөөний хурд, түүнчлэн селестиел биетүүдийн эргэлтийн хурдыг тодорхойлоход ашигладаг. Алс холын галактикуудын цацрагийн спектр дэх шугамын улаан шилжилтийг хэмжсэн нь орчлон ертөнц тэлж байна гэсэн дүгнэлтэд хүргэв. Атом ба ионуудын спектрийн ялгаруулалтын шугамыг доплероор өргөтгөх нь тэдгээрийн температурыг хэмжих боломжийг олгодог. Радио, дууны төхөөрөмжид Доплер эффектийг хөдөлж буй зорилтуудын хурдыг хэмжих, хөдөлгөөнгүй цацруулагчийн дэвсгэр дээр тодорхойлоход ашигладаг.

Лит.: Frankfurt U. I., Frank A. M. Хөдөлгөөнт биетүүдийн оптик. М., 1972; Угаров В.А. Харьцангуйн тусгай онол. 2-р хэвлэл. М., 1977; Фрэнк И.М.Эйнштейн ба оптик // Физикийн шинжлэх ухааны дэвшил. 1979. T. 129. Дугаар. 4; Ginzburg V.L. Онолын физик ба астрофизик: Нэмэлт бүлгүүд. 2-р хэвлэл. М., 1981; Ландсберг Г.С. Оптик. 6-р хэвлэл. М., 2003.