Doplera efekts: definīcija, formulas un citas lietas, kas jāzina

Vai jūs zināt, kas ir Doplera efekts? Viens izplatīts piemērs ikdienas dzīvē ir tas, kad mēs redzam ātro palīdzību ar sirēnu, kas skrien pret mums. No tālienes mēs jau dzirdam sirēnu, bet ar zemu skaņas frekvenci. Jo tuvāk mums būs ātrā palīdzība, jo skaidrāka būs frekvence. Un jo tālāk ir ātrā palīdzība, jo zemāka būs skaņas frekvence. Tagad šo notikumu sauc par Doplera efektu. Tomēr kāda ir šī Doplera efekta patiesā nozīme?

Šajā gadījumā mēs turpināsim apspriest Doplera efektu.

Izpratne par Doplera efektu

Doplera efekts ir viļņa frekvences vai viļņa garuma izmaiņas attiecībā pret uztvērēju, kas pārvietojas attiecībā pret viļņa avotu. Zinātnieks no Austrijas, kurš vispirms sniedza paskaidrojumu par šo notikumu, Christian Doppler.

Tas, kurš klusēja, dzirdēja balsi no balss avota, kurš arī klusēja. Skaņai, kuru dzirdam, būs tāda pati frekvence kā skaņas avotam. Tomēr Doplera efektā skaņas avots ir kaut kas kustīgs. Jo tuvāk objekts, jo lielāka skaņas frekvence, un otrādi.

Doplera efekta formulas

Pēc tam, kad esam uzzinājuši, kas ir Doplera efekts, ir pienācis laiks saprast Doplera efekta formulu. Mēs varam formulēt šo efektu:

Doplera efekta formula

Paskaidrojums: 

f p   ir klausītāja dzirdētā frekvence (Hz)

f s   ir skaņas avota izstarotā frekvence (Hz)

v ir skaņas ātrums gaisā (m / s)

v p   ir klausītāja ātrums - ja pārvietojas - (m / s)

v s   ir skaņas avota kustības ātrums (m / s)

Iepriekš minētās formulas ± zīme var būt pozitīva vai negatīva, pielāgota klausītāja un skaņas avota apstākļiem. vp būs pozitīvs (+), ja klausītājs tuvojas skaņas avotam, un negatīva vērtība), ja prom no skaņas avota. Un vs ir pozitīvs (+), ja skaņas avots atrodas prom no klausītāja, un negatīvs (-), ja tas tuvojas klausītājam.

Doplera efekta izmantošana

Doplera efektu var izmantot dažādām lietām, daži piemēri:

Radara izmantošana

Doplera efekts tiek izmantots dažāda veida radaros, lai izmērītu novērojamā objekta ātrumu. Mērot saņemtās frekvences izmaiņas, mēs varam izmērīt objekta ātrumu.

Izmantošana veselībā

Viens no šī efekta izmantošanas veidiem veselības jomā ir ehokardiogramma, medicīniska ierīce, kas izmanto Doplera efekta fenomenu, lai precīzi izmērītu asins plūsmas ātrumu un audu īpašības. Šai ierīcei ir arī iespēja radīt sirds un asins plūsmas attēlus, izmantojot 2-dimensiju un 3-dimensiju Doplera ultraskaņas skaņas.

Bez divām iepriekšminētajām lietām šo efektu var izmantot daudz vairāk.

Problēmu piemērs

Ātrā palīdzība ar ieslēgtu sirēnu ar 940 Hz frekvenci, pārvietojoties ar ātrumu 90 km / h, piegāja pie ceļa malā stāvoša cilvēka. Ja skaņas ātrums gaisā ir 340 m / s, kādu frekvenci sirēna dzird šai personai?

Diskusija:

Ir zināms, ka vs = 90 km / h = 25 m / s.

Tā kā skaņas avots tuvojas klausītājam, v s    ir negatīva vērtība (-)

Tā kā klausītājs ir miera stāvoklī, tad v p   = 0.

Tā, ka:

Izmantojot formulu

Doplera efekta formula

iegūtie rezultāti ir:

Doplera efekta rezultātu piemēri

Personas dzirdamās sirēnas frekvence ir 1014,6 Hz.

Nu, tas ir Doplera efekta izskaidrojums un arī formula: Vai jums ir jautājums? Ja tāda ir, varat to ierakstīt komentāru slejā. Neaizmirstiet dalīties šajās zināšanās ar pūli!