ドップラー効果は、波源に対して移動している観測者に対応する波の周波数で発生する変化によって説明されます。ドップラー効果の別名はドップラーシフトです。オーストラリアの物理学者クリスチャン・ドップラーは 1842 年にドップラー原理を述べ、彼の発明の後、この効果の名前が決定されました。
ドップラー効果は、バスのクラクションの音が観測者に近づいたり遠ざかったりしてピッチが変化する音に見られるように、私たちの日常生活でよく見られる例がたくさんあります。これを放出される周波数と比較すると、公言された周波数は接近中は常に高く、通り過ぎた瞬間とまったく同じであり、景気後退中は低くなります。
ドップラー効果の使用
多くの人々がドップラー効果は音の波のためだけであると信じているように、ドップラー効果には非常に多くの用途があります.実際、ドップラー効果は光のようなあらゆる種類の波で機能します。ドップラー効果の応用のいくつかを以下に示します:
- 衛星の通信に使用されます。
- サイレン、レーダー、天文学に役立ちます。
- 多くの医療センターでは、レポートの画像にドップラー効果を使用しています。
- 血流測定や振動測定に大変便利です。
- ドップラー効果は、プロファイルの測定速度と発生生物学で使用されます。
- オーディオ
ドップラー効果の限界
- ドップラー効果は、その音源と観測者の速度が音の速度よりも遅い場合にのみ関連します。
- ソースとオブザーバーの動きが同じで、直線上にある必要があります。
ドップラー効果のさまざまなケース
現象を正しく理解するために、ドップラー効果にはさまざまな原因があります。そのうちのいくつかを次に示します。
- 最初のケースは、ビューアとソースの両方が静止している場合です。
S と O がソースとビューアーの 2 つの位置であると考えてみましょう。 n を音の周波数、v を音速と考えてみましょう。 1 秒間に、発生源によって形成された n 個の波が距離 SO =v
を移動します。波長は λ =v/n
- 2 番目のケースは、音源が静止した視聴者から離れた場合です。
ソースが、速度 vs で安定している視聴者の方向に移動した場合、外向きの周波数は次のようになります。
n’ =(v/[v-(-vs)])n
または、n’ =(v/[v+vs])n
n′
S と O がソースとビューアーの正確な位置を示すようにします。
光源 S は、波長 λ =v/ n で構成される毎秒で計算される n 個の波を生成します。
OA には、わずか 1 秒で視聴者の耳を横切る n 個の波があるような点 A を想定します。つまり、最初に点 A にあったとき、n 番目の波は、視聴者が配置されている O に到達します。
したがって、音の外向き周波数は
n' =((v-v0)/v) n
視聴者が速度 vo で静止ソースに向かっていると考えてみましょう。 1 秒後、観測者は OO' =vo となる点 O' に到達します。いいえ。ビューアーを横切る波の数は、no に加えて距離 OA で n 個の波になります。 vo/λ に等しい距離 OO' の波の数。
したがって、音の外向き周波数は
n' =n + vo/ λ =n +(v0/v) n
したがって、n' =((v+v0)/v) n
n′> n の場合、音のピッチが高くなるように見えます。
観測者が静止ソースから離れたとき
n' =[v +(-v0)/v] n
n′ =(v-vo / v )n
n′
注:ソースと視聴者が同じ経路をたどる場合、式は次のように変わり、外向きの周波数は n′ =(v-v0 / v-vs )n
風が音の循環経路で速度 W で動いていることを視覚化してみましょう。
外向きの周波数は n′ =([v+W-v0]/ [v+W-vs]) n.
オーストラリアの医師は、1845 年にドップラー効果を発明しました。ドップラー効果は、血流管理、振動の測定、音声、発生生物学、医療レポートなどの日常生活で見られます。いくつかの制限があります。ドップラー効果のようなドップラー効果の影響は、その音源と観測者の速度が音速よりも遅い場合にのみ関連します。視聴者の視点の違いを示すドップラー効果にはさまざまなケースがあります。
結論
