Эффект Доплера

Физика > Эффект Доплера

 

Изучите определение, примеры и применение эффекта Доплера. Узнайте, как происходит изменение частоты волны для наблюдателя, роль направления движения, формула.

Эффект Доплера – изменение воспринимаемой частоты, созданной из-за перемещения источника.

Задача обучения

• Описать примеры эффекта Доплера.

Основные пункты

• Эффект Доплера часто встречается в повседневной жизни.
• Его можно уловить при кажущемся затихании сирены с позиции стационарного наблюдателя.
• Наблюдатель отметит эффект на высоте неподвижной сирены при перемещении относительно среды, или же она движется по отношению к стабильному наблюдателю.

Термин

• Эффект Доплера – изменение частоты волны, когда наблюдатель и источник перемещаются по отношению друг к другу.

Эффект Доплера

Речь идет о периодическом изменении частоты для наблюдателя при движении относительно источника. Чаще всего, это волна.

Многие хоть и не знают, но испытывают применение эффекта Доплера чуть ли не каждый день. Давайте изучим машину скорой помощи в движении. Когда она подъезжает к наблюдателю, то высота звука сирены (частота) звучит выше, чем в реальности. Когда они поравнялись, то можно уловить реальную громкость, но она проезжает мимо, и мы слышим звук ниже, чем он есть на самом деле. А вот тем, кто находится в машине, высота сирены будет казаться стабильной.

Волны, созданные сиреной в перемещающейся машине

Отличие восприятия звука в эффекте Доплера в зависимости от положения наблюдателя основывается на том, что положение сирены также меняется в период ее волнового излучения. Звуковая волна поступает каждую миллисекунду при движении, а машина «преследует» эти волны в одном направлении. К моменту поступления новой волны, машина становится ближе к предыдущей. А вот если встать на позицию наблюдателя, то вторая волна расположена дальше от первой, создавая более низкую частоту.

К эффекту Доплера может привести любое движение. Здесь сирена перемещалась относительно стационарного наблюдателя. Если же и он будет двигаться, то сможет заметить не только эффект, но и среду (ветер).

Если мы обращаемся к количественной стороне эффекта, то определяется формулой:

Перемена силы длины волны из-за перемещения источника

---