Efectul Doppler: definiție, formule și alte lucruri pe care trebuie să le cunoașteți

Știți care este efectul Doppler? Un exemplu obișnuit în viața de zi cu zi este când vedem o ambulanță cu sirena alergând spre noi. De departe, putem auzi deja sunetul sirenei, dar cu o frecvență redusă a sunetului. Cu cât ambulanța este mai aproape de noi, cu atât va fi mai clară frecvența sunetului. Și cu cât ambulanța este mai departe, frecvența sunetului devine mai mică. Acum acest eveniment se numește efect Doppler. Cu toate acestea, care este adevăratul sens al acestui efect Doppler?

Cu această ocazie vom discuta în continuare despre efectul Doppler.

Înțelegerea efectului Doppler

efectul Doppler este schimbarea frecvenței sau lungimii de undă a unei unde către un receptor care se deplasează în raport cu sursa undei. Un om de știință din Austria care a dat mai întâi o explicație a acestui eveniment, Christian Doppler.

Cel care a tăcut, a auzit o voce din sursa vocii care a și tăcut. Sunetul pe care îl auzim va avea aceeași frecvență ca sursa de sunet. Cu toate acestea, în efectul Doppler, sursa sunetului este ceva care se mișcă. Cu cât obiectul este mai aproape, cu atât este mai mare frecvența sunetului și invers.

Formule de efect Doppler

După ce știm ce este efectul Doppler, este timpul să înțelegem formula efectului Doppler. Acest efect poate fi formulat prin:

Explicaţie:

f_p este frecvența auzită de ascultător (Hz)

f_s este frecvența emisă de sursa de sunet (Hz)

v este viteza sunetului în aer (m / s)

v_p este viteza ascultătorului -dacă se deplasează- (m / s)

v_s este viteza sursei de sunet -dacă se deplasează- (m / s)

Semnul ± al formulei de mai sus poate fi pozitiv sau negativ, ajustat la condițiile ascultătorului și sursei sonore. v p va fi pozitiv (+) dacă ascultătorul se apropie de sursa de sunet și valoarea negativă) dacă este departe de sursa de sunet. Și v s este pozitiv (+) dacă sursa de sunet este departe de ascultător și negativă (-) dacă se apropie de ascultător.

Utilizarea efectului Doppler

Efectul Doppler poate fi folosit pentru diverse lucruri, câteva exemple sunt:

Utilizare Pe radar

Efectul Doppler este utilizat în diferite tipuri de radare pentru a măsura viteza obiectului observat. Măsurând schimbarea frecvenței primite, putem măsura viteza obiectului.

Utilizarea în sănătate

O formă de utilizare a acestui efect în sănătate este activă ecocardiogramă, un dispozitiv medical care utilizează fenomenul efectului Doppler pentru a măsura cu precizie viteza fluxului sanguin și caracteristicile țesuturilor tisulare. Acest dispozitiv are, de asemenea, capacitatea de a produce imagini ale inimii și fluxurilor de sânge folosind sunete cu ultrasunete Doppler bidimensionale și tridimensionale.

În afară de cele 2 lucruri de mai sus, există mult mai multe utilizări ale acestui efect.

Exemplu de probleme

O ambulanță cu o sirenă pornită cu o frecvență de 940 Hz care se deplasa cu o viteză de 90 km / h s-a apropiat de cineva care stătea pe marginea drumului. Dacă viteza sunetului în aer este de 340 m / s, ce frecvență aude sirena acelei persoane?

Discuţie:

Se știe că v s = 90 km / h = 25 m / s.

Deoarece sursa sunetului se apropie de ascultător, atunci v_s are o valoare negativă (-)

Deoarece ascultătorul tace, atunci v_p   = 0.

Astfel încât:

Folosind o formulă

rezultatele obținute sunt:

Frecvența sirenei auzite de persoană este de 1014,6 Hz.

Ei bine, aceasta este o explicație a efectului Doppler și, de asemenea, formula: Aveți o întrebare? Dacă există, îl puteți scrie în coloana de comentarii. Și nu uitați să împărtășiți aceste cunoștințe mulțimii!