Efekt Dopplera i jego zastosowanie

24.05.2019

Efekt Dopplera odnosi się do pewnego zjawiska fizycznego, które charakteryzuje zmianę długości i częstotliwości fal, które są rejestrowane przez odbiornik, pod warunkiem, że źródło fal i ich odbiornik poruszają się względem siebie. Efekt Dopplera Efekt Dopplera obserwowane przy propagacji zjawisk falowych - światło, dźwięk, fale radiowe i tym podobne, ale nie cząstki o masie. Zależność ta została po raz pierwszy potwierdzona teoretycznie przez austriackiego fizyka Christiana Dopplera w 1842 roku. Na cześć niego została nazwana. Dziesięć lat później efekt został bardziej szczegółowo opracowany w pracach Francuza Armano Fizeau, aw praktyce był testowany już na początku XX wieku.

Efekt Dopplera w akustyce

Prędkość światła wynosi 300 000 km na sekundę, co zgodnie z ideami współczesnej nauki jest ogólnie maksymalną prędkością. Utrudnia to obserwowanie zmian w częstotliwości fal świetlnych gołym okiem. Jednak efekt Dopplera można zaobserwować nie tylko na przykładzie rozkładu fotonów lub fale elektromagnetyczne. Dźwiękowe wibracje są mu podporządkowane. Zwykle do popularnych wyjaśnień wykorzystywany jest przykład syreny samochodowej. Wyobraź sobie, że stoisz na poboczu drogi, zbliża się do ciebie samochód z syreną. Kiedy wciąż jest daleko od ciebie, dźwięk syreny będzie wydawał się niski i głuchy. Ale kiedy zbliża się częstotliwość Dopplera (emitowane fale), wzrośnie (to znaczy, dosłownie zmniejszy się odległość między grzbietami fali), a usłyszysz wyższy ton dźwięku. Jednakże, gdy samochód przechodzi, ty i znowu stajesz się Częstotliwość Dopplera być usunięte odpowiednio, częstotliwość dźwięku zacznie ponownie spadać. Wynika to z faktu, że dźwięk emitowany na początku wydaje się być "pochwycony" przez samochód, co powoduje, że odległość między grzbietami (korytami) fali jest większa, a następnie, przeciwnie, "ucieka" od niej, a fala jest "wygładzona". To jest efekt Dopplera w naszym codziennym życiu.

Wartość wzoru

Efekt Dopplera nie jest wcale suchym faktem naukowym znanym naukowcom. Na przykład jest szeroko stosowany w niektórych nowoczesnych radarach, w oparciu o pomiar częstotliwości propagacji fal. Zmiana tej częstotliwości wskazuje prędkość obiektu i jego zmianę. Określa to prędkość pojazdów przez policję drogową, statki powietrzne, statki, wody płynące w rzekach i morzach itd. Alarmy bezpieczeństwa reagujące na ruch w pomieszczeniu również wykorzystują efekt Dopplera.

Odkrycie Hubble'a

Być może jednak najważniejszym odkryciem dokonanym dzięki znajomości tej zależności było tak zwane prawo Hubble'a. W 1929 roku amerykański astronom Edwin Hubble, obserwując gwieździste niebo w swoim teleskopie, odkrył najbardziej niesamowity Efekt Dopplera w akustyce coś. Odległe galaktyki były spowite czerwoną mgłą. Tak zwany redshift, przewidywany w latach 1912-1914 przez innego Amerykanina, Vesto Sliphera, oznaczał, że te galaktyki dosłownie oddaliły się od naszych. Widmo fal naszego światła widzialnego mieści się w szczelinie między 380 a 780 nm. Wszystko poniżej jest wywoływane promieniowanie ultrafioletowe powyżej - podczerwień. Przesunięcie docierającego do nas światła galaktyki pokazuje wzrost częstotliwości i dlatego jest podobny do dźwięku i jego odległości. Gdyby ta zmiana była niebieska, zbliżałyby się galaktyki. Ale, co ciekawe, Edwin Hubble umieścił swój teleskop w innych punktach Wszechświata i odkrył, że prawie wszystkie galaktyki oddalają się od nas i od siebie, ponadto im dalej galaktyka jest w tym momencie, tym silniejsza jest czerwona zmiana, czyli prędkość jego usuwanie się zwiększa. To znacznie przyczyniło się do rozwoju w świecie naukowym najpopularniejszej dzisiaj teorii o pochodzeniu naszego świata: teorii Wielkiego Wybuchu.