Dopplerov efekt: Definícia, vzorce a ďalšie veci, ktoré musia byť známe

Viete, čo je Dopplerov jav? Jedným z bežných príkladov v každodennom živote je, keď vidíme sanitku so sirénou, ktorá beží k nám. Zďaleka už môžeme počuť sirénu, ale s nízkou zvukovou frekvenciou. Čím bližšie je sanitka k nám, tým jasnejšia bude frekvencia. A čím ďalej je sanitka, tým sa frekvencia zvuku znižuje. Teraz sa táto udalosť nazýva Dopplerov jav. Aký je však skutočný význam Dopplerovho javu?

Pri tejto príležitosti budeme ďalej diskutovať o Dopplerovom efekte.

Pochopenie Dopplerovho javu

Dopplerov jav je zmena frekvencie alebo vlnovej dĺžky vlny vo vzťahu k zdroju vlny. Vedec z Rakúska, ktorý ako prvý vysvetlil túto udalosť, Christian Doppler.

Ten, kto mlčal, začul hlas z hlasového zdroja, ktorý tiež mlčal. Zvuk, ktorý počujeme, bude mať rovnakú frekvenciu ako zdroj zvuku. V Dopplerovom efekte je však zdrojom zvuku niečo, čo sa hýbe. Čím bližšie je objekt, tým vyššia je zvuková frekvencia a naopak.

Vzorce dopplerovského efektu

Potom, čo sme vedeli, čo je Dopplerov jav, je čas, aby sme pochopili vzorec pre Dopplerov jav. Tento efekt môžeme formulovať pomocou:

vzorec Dopplerovho javu

Vysvetlenie: 

f p   je frekvencia počutá poslucháčom (Hz)

f s   je frekvencia emitovaná zdrojom zvuku (Hz)

v je rýchlosť zvuku vo vzduchu (m / s)

v p   je rýchlosť poslucháča - ak sa pohybuje - (m / s)

v s   je rýchlosť zdroja zvuku - ak sa pohybujete - (m / s)

Znamienko ± vyššie uvedeného vzorca môže byť pozitívne alebo negatívne, prispôsobené podmienkam poslucháča a zdroja zvuku. vp bude kladné (+), ak sa poslucháč priblíži k zdroju zvuku, a záporná hodnota), ak bude vzdialený od zdroja zvuku. A vs je kladné (+), ak je zdroj zvuku vzdialený od poslucháča, a záporné (-), ak sa približuje k poslucháčovi.

Využitie Dopplerovho javu

Dopplerov jav je možné použiť na rôzne veci, napríklad:

Využitie na radare

Dopplerov jav sa využíva v rôznych druhoch radarov na meranie rýchlosti pozorovaného objektu. Meraním zmeny prijatej frekvencie môžeme zmerať rýchlosť objektu.

Využitie v zdravotníctve

Jednou z foriem využitia tohto účinku na zdravie je echokardiogram, zdravotnícka pomôcka, ktorá využíva jav Dopplerovho javu na presné meranie rýchlosti prietoku krvi a charakteristík tkanív. Toto zariadenie má tiež schopnosť produkovať obrazy srdca a krvných tokov pomocou 2-rozmerných a 3-rozmerných ultrazvukových dopplerovských zvukov.

Okrem dvoch vecí uvedených vyššie existuje tento efekt oveľa viac.

Príklad problémov

Sanitka so zapnutou sirénou s frekvenciou 940 Hz pohybujúca sa rýchlosťou 90 km / h sa priblížila k niekomu, kto stál na kraji cesty. Ak je rýchlosť zvuku vo vzduchu 340 m / s, akú frekvenciu sirén osoba počuje?

Diskusia:

Je známe, že vs = 90 km / h = 25 m / s.

Vzhľadom k tomu, zdroj zvuku blíži poslucháča, v y    má zápornú hodnotu (-)

Pretože poslucháč je v pokoji, potom v p   = 0.

Takže:

Pomocou vzorca

vzorec Dopplerovho javu

získané výsledky sú:

príklady výsledkov Dopplerovho javu

Frekvencia sirény, ktorú daná osoba počuje, je 1014,6 Hz.

To je vysvetlenie Dopplerovho javu a tiež vzorec: Máte otázku? Ak existuje, môžete to napísať do stĺpca komentárov. A nezabudnite sa o tieto poznatky podeliť s davom!