استفاده از اثر داپلر زمینه های کاربرد اثر داپلر. دو نوع از اثر داپلر در نظر گرفته شده است

ثبت شده توسط گیرنده، ناشی از حرکت منبع آنها و / یا حرکت گیرنده. مشاهده آن در عمل زمانی که خودرویی با آژیر روشن از کنار ناظر عبور می کند آسان است. فرض کنید آژیر صدای خاصی می دهد و تغییر نمی کند. وقتی ماشین نسبت به ناظر حرکت نمی کند، دقیقاً صدایی را می شنود که آژیر منتشر می کند. اما اگر خودرو به ناظر نزدیک شود، فرکانس امواج صوتی افزایش می‌یابد (و طول کاهش می‌یابد) و ناظر صدایی بالاتر از صدایی که آژیر واقعاً منتشر می‌کند خواهد شنید. در آن لحظه، هنگامی که ماشین از کنار ناظر عبور می کند، او همان صدایی را می شنود که آژیر واقعاً منتشر می کند. و هنگامی که ماشین بیشتر حرکت می کند و از قبل دور می شود و نزدیک نمی شود، ناظر صدای کمتری را می شنود، به دلیل فرکانس کمتر (و بر این اساس، طول بیشتر) امواج صوتی.

برای انتشار امواج در یک محیط (مثلاً صدا)، باید حرکت منبع و گیرنده امواج را نسبت به این رسانه در نظر گرفت. برای امواج الکترومغناطیسی (مثلاً نور) که برای انتشار آنها هیچ وسیله ای لازم نیست، فقط حرکت نسبی منبع و گیرنده مهم است.

همچنین زمانی که یک ذره باردار در محیطی با سرعت نسبیتی حرکت می کند، مهم است. در این حالت تشعشعات چرنکوف در سیستم آزمایشگاهی ثبت می شود که مستقیماً با اثر داپلر مرتبط است.

جایی که f 0 فرکانس است که منبع امواج را ساطع می کند، جسرعت انتشار موج در محیط است، v- سرعت منبع موج نسبت به رسانه (مثبت اگر منبع به گیرنده نزدیک می شود و منفی اگر در حال دور شدن است).

فرکانس ثبت شده توسط گیرنده ثابت

تو- سرعت گیرنده نسبت به رسانه (مثبت اگر به سمت منبع حرکت کند).

با جایگزینی مقدار فرکانس از فرمول (1) به فرمول (2)، فرمولی برای حالت کلی بدست می آوریم.

(3)

اثر داپلر نسبیتی

در مورد امواج الکترومغناطیسی فرمول فرکانس از معادلات نظریه نسبیت خاص به دست می آید و از آنجایی که انتشار امواج الکترومغناطیسی نیازی به محیط مادی ندارد، فقط می توان سرعت نسبی منبع و ناظر را در نظر گرفت. .

جایی که با- سرعت نور، v- سرعت نسبی گیرنده و منبع (مثبت اگر از یکدیگر جدا شوند).

نحوه مشاهده اثر داپلر

از آنجایی که این پدیده مشخصه هر فرآیند نوسانی است، مشاهده آن برای صدا بسیار آسان است. فرکانس ارتعاشات صدا توسط گوش به عنوان یک زیر و بم صدا درک می شود. باید منتظر شرایطی باشید که یک ماشین با سرعت از کنار شما عبور کند و صدایی مانند آژیر یا فقط یک سیگنال صوتی ایجاد کند. می شنوید که وقتی ماشین به شما نزدیک می شود، زمین بلندتر می شود، سپس وقتی ماشین نزدیک شما است، به شدت افت می کند و سپس، هنگام دور شدن، ماشین با نت پایین تر بوق می زند.

کاربرد

رادار داپلر

پیوندها

• استفاده از اثر داپلر برای اندازه گیری جریان در اقیانوس

بنیاد ویکی مدیا 2010 .

در فرهنگ لغت های دیگر ببینید که "تغییر داپلر" چیست:

تغییر داپلر- Doplerio poslinkis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. جابجایی داپلر؛ vok شیفت داپلر. Doppler Verschiebung, f rus. شیفت داپلر، m; شیفت داپلر، n شوخی. داپلر جابجایی، m; انحراف داپلر، f … Fizikos terminų žodynas

تغییر فرکانس داپلر- Doplerio dažnio poslinkis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. جابجایی فرکانس داپلر؛ vok تغییر فرکانس داپلر. Doppler Frequenzverschiebung, f rus. تغییر فرکانس داپلر، m; تغییر فرکانس داپلر، n…… پایانه های رادیوالکترونیک

انتقال به سرخ تغییر خطوط طیفی عناصر شیمیایی به سمت قرمز (طول موج بلند) است. این پدیده ممکن است بیانی از اثر داپلر یا انتقال گرانشی به سرخ یا ترکیبی از هر دو باشد. تغییر طیف ... ویکی پدیا

افزایش طول موج (l) خطوط در el. بزرگ طیف منبع (تغییر خطوط به سمت قسمت قرمز طیف) در مقایسه با خطوط طیف مرجع. از نظر کمی K. s. با مقدار z \u003d (lprin lsp) / lsp مشخص می شود، جایی که lsp و lprin ... ... دایره المعارف فیزیکی

جابجایی آبی گرانشی یک کوانتوم (فوتون) یا دیگر ذرات بنیادی (مانند یک الکترون یا یک پروتون) هنگامی که به یک میدان گرانشی می افتد (که توسط یک ستاره زرد در پایین ایجاد می شود ... ویکی پدیا

کاهش فرکانس تابش الکترومغناطیسی یکی از مظاهر اثر داپلر است. نام "K. با." با توجه به اینکه در قسمت مرئی طیف، در نتیجه این پدیده، خطوط به انتهای قرمز آن منتقل می شوند. ک.س. مشاهده شده... ... دایره المعارف بزرگ شوروی

تغییر در فرکانس نوسان w یا طول موج l که توسط ناظر درک می شود، زمانی که منبع نوسان و ناظر نسبت به یکدیگر حرکت می کنند. وقوع D.e. ساده ترین راه برای توضیح این است که دنبال کنید. مثال. اجازه دهید منبع غیر منقول منتشر شود ... دایره المعارف فیزیکی

نظریه های نسبیت بخش اساسی از اساس نظری فیزیک مدرن را تشکیل می دهند. دو نظریه اصلی وجود دارد: خصوصی (خاص) و عمومی. هر دو توسط A. Einstein، خصوصی در سال 1905، ژنرال در سال 1915 ایجاد شدند. در فیزیک مدرن، خصوصی ... دایره المعارف کولیر

شاخه ای از نجوم که اجرام فضایی را با تجزیه و تحلیل انتشار رادیویی که از آنها می شود مطالعه می کند. بسیاری از اجرام کیهانی امواج رادیویی را منتشر می کنند که به زمین می رسد: اینها، به ویژه، لایه های بیرونی خورشید و جو سیارات، ابرهای گاز بین ستاره ای هستند. دایره المعارف کولیر

اجرام آسمانی درخشان داغ، شبیه به خورشید. ستاره ها از نظر اندازه، دما و روشنایی متفاوت هستند. از بسیاری جهات، خورشید یک ستاره معمولی است، اگرچه بسیار درخشانتر و بزرگتر از سایر ستارگان به نظر می رسد، زیرا بسیار نزدیکتر به ... ... دایره المعارف کولیر

زیر اثر داپلرتغییر فرکانس ثبت شده توسط گیرنده موج مرتبط با حرکت منبع و گیرنده را درک کنید. این اثر از لحاظ نظری برای اولین بار در آکوستیک و اپتیک توسط فیزیکدان اتریشی K. Doppler در سال 1842 توجیه شد.

اجازه دهید مشتق فرمولی را در نظر بگیریم که فرکانس یک موج الاستیک درک شده توسط گیرنده را با استفاده از دو حالت خاص به عنوان مثال تعیین می کند. 1. یک منبع ثابت و گیرنده امواج صوتی در رسانه وجود دارد. فرکانس و طول موج ساطع شده از منبع موج
، با سرعت حرکت می کند ، به گیرنده می رسد و در آن نوساناتی با همان فرکانس ایجاد می کند
(شکل 6.11، الف). 2. منبع و موج ساطع شده از آن در امتداد محور Ox حرکت می کنند. گیرنده به سمت آنها حرکت می کند.توجه داشته باشید که سرعت موج فقط به خواص رسانه بستگی دارد و به حرکت گیرنده و منبع بستگی ندارد. بنابراین، حرکت منبع در یک فرکانس ثابت ارتعاشات ساطع شده از آن فقط طول موج را تغییر می دهد. در واقع، منبع دوره نوسان است مسافت را طی خواهد کرد
، و طبق قانون جمع سرعت ها، موج حرکت می کند از منبعدر یک فاصله
و در نتیجه طول موج آن
کمتر خواهد بود (شکل 6.11، ب).

با توجه به گیرنده، موج مطابق قانون جمع سرعت ها با سرعت حرکت می کند.
و برای یک طول موج ثابت فرکانس نوسانات درک شده توسط منبع تغییر خواهد کرد و برابر خواهد بود

.

اگر منبع و گیرنده از یکدیگر دور شوند، در فرمول فرکانس علائم باید تغییر کند بنابراین، یک فرمول واحد برای فرکانس نوسان درک شده توسط گیرنده، هنگامی که منبع و گیرنده در امتداد یک خط مستقیم حرکت می کنند، به این صورت خواهد بود:

. (6.36)

از این فرمول نتیجه می شود که برای ناظری که به عنوان مثال در یک ایستگاه قرار دارد، فرکانس سیگنال صوتی یک قطار در حال نزدیک شدن ( υ و غیره =0, υ IST >0)

در هنگام دور شدن از ایستگاه بیشتر و کمتر خواهد بود. برای مثال، اگر سرعت صوت υ=340 متر بر ثانیه، سرعت قطار υ=72 کیلومتر بر ساعت و فرکانس سیگنال صوتی ν 0=1000 هرتز را در نظر بگیریم (این فرکانس توسط انسان به خوبی درک می شود. گوش، و گوش امواج صوتی را با اختلاف فرکانس بیشتر از 10 هرتز تشخیص می دهد، سپس فرکانس سیگنال درک شده توسط گوش در داخل متفاوت خواهد بود.

=

اگر منبع و گیرنده با سرعت هایی در جهت زاویه ای نسبت به خط مستقیمی که آنها را به هم وصل می کند حرکت می کنند، برای محاسبه فرکانس که توسط گیرنده درک می شود، باید پیش بینی های سرعت آنها را روی این خط مستقیم بگیرید (شکل 6.11، ج):

. (6.37)

اثر داپلر برای امواج الکترومغناطیسی نیز مشاهده می شود. اما برخلاف

امواج الاستیک، EMW می تواند در غیاب یک محیط، در خلاء منتشر شود. بنابراین، برای EMW، سرعت حرکت منبع و گیرنده نسبت به رسانه اهمیتی ندارد. برای EMW، باید سرعت نسبی منبع و گیرنده را با در نظر گرفتن تبدیل‌های لورنتس و کند شدن زمان در یک چارچوب مرجع متحرک در نظر گرفت.

در نظر گرفتن اثر داپلر طولیاجازه دهید فرمولی برای فرکانس EMW ثابت شده توسط گیرنده استخراج کنیم، در یک مورد خاص، منبع و گیرنده به سمت یکدیگر در جهت خط مستقیمی که آنها را به هم متصل می کند حرکت می کنند. بگذارید دو I.S.O وجود داشته باشد. - I.S.O بی حرکت به(این شامل یک گیرنده EMW ثابت است) و نسبت به آن در امتداد همان محورهای مختصات حرکت می کند اوهو اوه I.S.O. به(شامل یک منبع ثابت EMW است) (شکل 6.12، a).

آنچه در I.S.O مشاهده می شود را در نظر بگیرید. بهو به".

1. I.S.O.به ′ . منبع EMW ثابت است و در مبدا محور مختصات قرار دارد اوه(شکل 6.12، الف). در I.S.O تابش می کند. به EMW با دوره
، فرکانس ها
و طول موج
.

گیرنده در حال حرکت است، اما حرکت آن فرکانس سیگنال دریافتی را تغییر نمی دهد. این به این دلیل است که طبق فرض دوم S.T.O. سرعت EMW نسبت به گیرنده همیشه برابر است با با،و بنابراین فرکانس موج دریافتی توسط گیرنده در I.S.O. به"نیز برابر خواهد بود ,

2. I.S.O.به . گیرنده EMW ثابت است و منبع EMW در جهت محور حرکت می کند اوهبا سرعت . بنابراین، برای منبع، لازم است اثر نسبیتی اتساع زمانی را در نظر گرفت. این بدان معنی است که دوره موج ساطع شده توسط منبع در این چارچوب مرجع اینرسی بیشتر از دوره موج در I.S.O خواهد بود.
().

برای طول موج تابش شده توسط منبع در جهت گیرنده، می توانیم بنویسیم

این عبارت اجازه می دهد برای یک دوره تیو فرکانس درک شده توسط گیرنده EMW در I.S.O. به،فرمول های زیر را بنویسید:

, (6.38)

جایی که در نظر گرفته شده است که سرعت EMW نسبت به گیرنده در I.S.O. بهبرابر است با با.

در صورت حذف منبع و گیرنده، تغییر علائم در فرمول (6.38) ضروری است. در این حالت فرکانس تشعشع شناسایی شده توسط گیرنده در مقایسه با فرکانس موج ساطع شده از منبع کاهش می یابد. یک تغییر قرمز در طیف نور مرئی وجود دارد.

همانطور که می بینید، عبارت (6.38) سرعت منبع و گیرنده را به طور جداگانه شامل نمی شود، فقط سرعت حرکت نسبی آنها را شامل می شود.

برای EMW نیز مشاهده می شود اثر داپلر عرضی، که با اثر اتساع زمانی در چارچوب مرجع اینرسی متحرک همراه است. بیایید لحظه ای را در نظر بگیریم که سرعت منبع EMW عمود بر خط مشاهده است (شکل 6.12، b)، سپس منبع به سمت گیرنده حرکت نمی کند و بنابراین طول موج ساطع شده توسط آن تغییر نمی کند.
). فقط اثر نسبیتی اتساع زمان باقی می ماند

,
. (6.39)

برای اثر داپلر عرضی، تغییر فرکانس به طور قابل توجهی کمتر از اثر داپلر طولی خواهد بود. در واقع، نسبت فرکانس های یافت شده توسط فرمول های (6.38) و (6.39) برای اثرات طولی و عرضی بسیار کمتر از واحد خواهد بود:
.

اثر داپلر عرضی به صورت تجربی تأیید شد که بار دیگر اعتبار نظریه نسبیت خاص را ثابت کرد.

استدلال های ارائه شده در اینجا به نفع فرمول (6.39) ادعای دقیق بودن ندارند، اما نتیجه درستی را ارائه می دهند. به طور کلی، برای یک زاویه دلخواه بین خط مشاهده و سرعت منبع ، می توانیم فرمول زیر را بنویسیم

، (6.40) که در آن زاویه - این زاویه بین خط مشاهده و سرعت منبع است، نگاه کنید به (شکل 6.12، ب).

اثر داپلر عرضی برای امواج الاستیک در یک محیط وجود ندارد. این به دلیل این واقعیت است که برای تعیین فرکانس موج درک شده توسط گیرنده، پیش بینی سرعت ها بر روی خط مستقیمی که منبع و گیرنده را به هم متصل می کند، (شکل 6.11، c) گرفته می شود و زمانی وجود ندارد. اتساع برای امواج الاستیک

اثر داپلر کاربرد عملی گسترده‌ای پیدا می‌کند، به عنوان مثال، برای اندازه‌گیری سرعت ستارگان و کهکشان‌ها از تغییر خطوط داپلر (قرمز) در طیف‌های نشری آن‌ها. تعیین سرعت اهداف متحرک در رادار و سونار. برای اندازه گیری دمای اجسام توسط داپلر گسترش خطوط انتشار اتم ها و مولکول ها و غیره.

اثر داپلر یکی از اکتشافات قابل توجه در زمینه بررسی خواص پدیده های موجی است. ماهیت جهانی آن با این واقعیت مشخص می شود که امروزه هزاران و هزاران دستگاه مختلف در زمینه های مختلف فعالیت های انسانی بر اساس این تأثیر کار می کنند. این پدیده که سپس به نام کاشف آن نامگذاری شد، توسط فیزیکدان اتریشی کریستین داپلر در اواسط قرن نوزدهم کشف شد. داپلر خواص امواجی را که از یک منبع متحرک و ساکن به گیرنده می رسید اندازه گیری کرد.

اگر اثر داپلر را به ساده‌ترین شکل آن در نظر بگیریم، باید توجه داشت که این تغییر فرکانس سیگنال را در رابطه با میزان حرکت منبع این سیگنال از گیرنده‌ای که آن را دریافت می‌کند، توصیف می‌کند. به عنوان مثال، موجی که از منبع خاصی می آید و فرکانس ثابت خاصی دارد، در صورتی که در حین عبور، منبع و گیرنده مکان خود را نسبت به یکدیگر تغییر داده باشند، توسط گیرنده با فرکانس متفاوت دریافت می شود. یعنی حرکت کرده اند. در این حالت، بسته به جهتی که منبع نسبت به گیرنده تغییر می کند، نشانگر فرکانس افزایش یا کاهش می یابد. با در نظر گرفتن اثر داپلر، می توان به صراحت گفت که اگر گیرنده از منبع دور شود، مقدار فرکانس موج کاهش می یابد. اگر گیرنده به منبع تابش موج نزدیک شود، نشانگر بزرگی فرکانس موج افزایش می یابد. بر این اساس، از این قاعده مندی ها، این نتیجه حاصل می شود که اگر منبع و گیرنده موج در حین گذر، مکان خود را تغییر ندهند، مقدار فرکانس موج ثابت می ماند.

نکته مهم دیگری وجود دارد که اثر داپلر را مشخص می کند. این خاصیت تا حدی با قوانین در تضاد است.واقعیت این است که ارزش تغییر فرکانس نه تنها با متحرک بودن یا نبودن گیرنده و منبع تشعشع تعیین می‌شود، بلکه به این بستگی دارد که دقیقاً چه چیزی است. در حال حرکت. اندازه‌گیری‌ها نشان داد که تغییر فرکانس، تعیین‌شده بر اساس نوع جسمی که در حال حرکت است، هر چه بیشتر قابل توجه است، تفاوت در سرعت‌های جابجایی گیرنده و منبع از سرعت موج کمتر است. در واقع، در مواردی که تجلی اثر داپلر رخ می دهد، هیچ تناقضی با نظریه نسبیت یافت نمی شود، زیرا آنچه در اینجا مهم است حرکت نسبی گیرنده و منبع نیست، بلکه ماهیت حرکت موج است. در محیط کشسانی که در آن حرکت می کند.

اثر داپلر چنین خصوصیاتی را هم در رابطه با امواج با منشاء صوتی و هم در امواج الکترومغناطیسی از خود نشان می دهد، با این تفاوت که در مورد امواج الکترومغناطیسی، پدیده تغییر فرکانس به حرکت منبع یا گیرنده بستگی ندارد.

با این حال، این که چگونه این اثر نسبتاً انتزاعی خود را نشان می دهد، به راحتی قابل مشاهده است. به عنوان مثال، اثر داپلر در آکوستیک، به طور دقیق‌تر، در لحظه‌ای که هنگام ایستادن در ترافیک، سیگنال آژیر یک وسیله نقلیه خاص را می‌شنوید، شنیده می‌شود. مطمئناً همه به این واقعیت توجه کرده اند که اگر چنین ماشینی نزدیک شود صدای آژیر یک طرفه بلند می شود و وقتی چنین ماشینی از شما سبقت می گیرد صدای آژیر کمتر است. این فقط وجود تغییر در مقدار فرکانس سیگنال صوتی را تأیید می کند.

فرکانس داپلر در ارتباط با این اثر در رادار از اهمیت بالایی برخوردار است.کلیه ایستگاه های رادار و سایر دستگاه ها برای تشخیص اجسام متحرک در طیف گسترده ای از شاخه های فعالیت انسانی بر اساس این اثر عمل می کنند.

از خواص آن در فناوری پزشکی برای تعیین جریان خون استفاده می شود و روشی مانند اکوکاردیوگرافی داپلر نیز به طور گسترده ای شناخته شده است. بر اساس اثر داپلر، ابزارهایی برای ارائه ناوبری برای کشتی های زیر آب ساخته شد که با استفاده از آن، هواشناسان سرعت حرکت توده های ابر را نیز اندازه گیری می کنند.

حتی نجوم نیز در اندازه گیری های خود از اثر داپلر استفاده می کند. بنابراین، با بزرگی تغییر طیف اجرام مختلف نجومی، سرعت حرکت آنها در فضا مشخص می شود، به ویژه، بر اساس این اثر بود که فرضیه انبساط جهان مطرح شد.

اثر داپلر یک پدیده فیزیکی است که شامل تغییر در فرکانس امواج بسته به حرکت منبع این امواج نسبت به ناظر است. با نزدیک شدن به منبع، فرکانس امواج ساطع شده از آن افزایش می یابد و طول آن کاهش می یابد. با دور شدن منبع امواج از ناظر، فرکانس آنها کاهش می یابد و طول موج افزایش می یابد.

برای مثال در مورد امواج صوتی، با دور شدن منبع، زیر و بمی کاهش می یابد و با نزدیک شدن به منبع، گام صدا بیشتر می شود. بنابراین، با تغییر زمین، می توانید تعیین کنید که قطار در حال نزدیک شدن یا دور شدن، خودرویی با سیگنال صوتی خاص و غیره است. امواج الکترومغناطیسی نیز اثر داپلر را نشان می دهند. اگر منبع حذف شود، ناظر متوجه تغییر طیف به سمت "قرمز" خواهد شد، یعنی. در جهت امواج طولانی تر، و هنگام نزدیک شدن - در "بنفش"، یعنی. به سمت طول موج های کوتاه تر

اثر داپلر کشف بسیار مفیدی بود. به لطف او، انبساط جهان کشف شد (طیف کهکشان ها به سرخ منتقل می شوند، بنابراین، آنها از ما دور می شوند). روشی برای تشخیص سیستم قلبی عروقی از طریق تعیین سرعت جریان خون ایجاد کرد. رادارهای مختلفی از جمله رادارهایی که توسط پلیس راهنمایی و رانندگی استفاده می شود ایجاد شده است.

محبوب ترین مثال از انتشار اثر داپلر: ماشین با آژیر. وقتی او به سمت شما می رود یا از شما دور می شود، یک صدای می شنوید و وقتی از کنار شما می گذرد، صدایی کاملاً متفاوت - یک صدای پایین تر. اثر داپلر نه تنها با امواج صوتی، بلکه با امواج صوتی دیگر مرتبط است. با کمک اثر داپلر می توان سرعت چیزی را اعم از ماشین یا اجرام آسمانی تعیین کرد، به شرطی که پارامترها (فرکانس و طول موج) را بدانیم. همه چیز مربوط به شبکه های تلفن، وای فای، دزدگیر - همه جا می توانید اثر داپلر را مشاهده کنید.

یا چراغ راهنمایی بگیرید - رنگ های قرمز، زرد و سبز دارد. بسته به سرعت حرکت ما، این رنگ ها می توانند تغییر کنند، اما نه در بین خود، بلکه به سمت بنفش تغییر می کنند: زرد به سبز و سبز به آبی می رود.

چرا که نه؟ اگر از منبع نور دور می شویم و به عقب نگاه می کنیم (یا چراغ راهنمایی از ما دور می شود)، رنگ ها به سمت قرمز تغییر می کنند.

و، شاید، شایان ذکر است که سرعتی که می توان قرمز را با سبز اشتباه گرفت، بسیار بالاتر از سرعتی است که می توانید در جاده ها رانندگی کنید.

پاسخ

اظهار نظر

ماهیت اثر داپلر این است که اگر منبع صوتی به ناظر نزدیک شود یا از آن دور شود، فرکانس صدای منتشر شده توسط آن از دیدگاه ناظر تغییر می کند. پس مثلا صدای موتور ماشینی که از کنار شما رد می شود تغییر می کند. وقتی به شما نزدیک می شود بالاتر است و وقتی از کنار شما می گذرد و شروع به دور شدن می کند به شدت پایین می آید. تغییر فرکانس هر چه قوی تر باشد، سرعت منبع صدا بیشتر می شود.

به هر حال، این اثر نه تنها برای صدا، بلکه مثلاً برای نور نیز صادق است. فقط این است که برای صدا واضح تر است - می توان آن را در سرعت های نسبتا پایین مشاهده کرد. نور مرئی دارای فرکانس بالایی است که تغییرات کوچک ناشی از اثر داپلر با چشم غیرمسلح نامرئی است. با این حال، در برخی موارد اثر داپلر حتی در ارتباطات رادیویی نیز باید در نظر گرفته شود.

اگر به تعاریف دقیق نپردازید و سعی کنید اثر را همانطور که می گویند روی انگشتان خود توضیح دهید ، همه چیز بسیار ساده است. صدا (مانند نور یا سیگنال رادیویی) یک موج است. برای وضوح، بیایید فرض کنیم که فرکانس موج دریافتی بستگی به این دارد که هر چند وقت یکبار "قله های" موج شماتیک () را دریافت کنیم. اگر منبع و گیرنده ثابت باشند (بله، نسبت به یکدیگر)، پس ما "برآمدگی" را با همان فرکانس دریافت کننده دریافت خواهیم کرد. اگر منبع و گیرنده شروع به نزدیک شدن کنند، ما هر چه بیشتر دریافت کنیم، سرعت نزدیک شدن بیشتر می شود - سرعت ها افزایش می یابد. در نتیجه فرکانس صدا در گیرنده بالاتر خواهد بود. اگر منبع شروع به دور شدن از گیرنده کند، آنگاه هر "برجستگی" بعدی برای رسیدن به گیرنده به زمان بیشتری نیاز دارد - ما شروع به دریافت "برآمدگی ها" خواهیم کرد کمی کمتر از آنچه منبع آنها را منتشر می کند. فرکانس صدا در گیرنده کمتر خواهد بود.

این توضیح تا حدودی شماتیک است، اما اصل کلی را در بر می گیرد.

به طور خلاصه، تغییر در فرکانس و طول موج مشاهده شده در صورتی که منبع و گیرنده نسبت به یکدیگر در حال حرکت باشند. با محدود بودن سرعت انتشار موج مرتبط است. اگر منبع به گیرنده نزدیک شود، فرکانس افزایش می یابد (اوج موج بیشتر ثبت می شود). از یکدیگر دور شوید - فرکانس کاهش می یابد (اوج موج کمتر ثبت می شود). یک تصویر معمولی از اثر، آژیر خدمات ویژه است. اگر آمبولانسی به سمت شما می‌آید - آژیر جیغ می‌کشد، به بیرون می‌رود - با صدای بم وزوز می‌کند. یک مورد جداگانه - انتشار یک موج الکترومغناطیسی در خلاء - یک مؤلفه نسبیتی به آن اضافه می شود و اثر داپلر نیز در حالتی که گیرنده و منبع نسبت به یکدیگر ثابت هستند ظاهر می شود که با خواص زمان توضیح داده می شود.

سعی می کنم به ساده ترین روش پاسخ دهم:
تصور کنید که ثابت ایستاده اید و هر ثانیه موجی (مثلاً با صدای خود) پرتاب می کنید که به صورت شعاعی از شما با سرعت 100 متر بر ثانیه منتشر می شود.

رایج ترین کاربرد اثر داپلر رادار داپلر است (شکل 2.4) - یک دستگاه ناوبری راداری بر اساس اثر داپلر - تغییر در فرکانس (یا طول موج) به دلیل حرکت یک جسم نسبت به ناظر. این دستگاه برای اندازه گیری اختلاف فرکانس بین پالس ارسالی و پالس برگشتی استفاده می شود. بر اساس این تفاوت، سرعت جسم که از آن پرتو رادار منعکس شده است، قضاوت می شود. مقادیر اندازه گیری شده روی صفحه دستگاه نمایش داده می شود.

دستگاه های رادار سرعت قابل حمل (1) توسط مقامات ایمنی جاده برای تشخیص تخلفات سرعت خودرو استفاده می شود. عملکرد دستگاه بر اساس اثر داپلر است. دستگاه پرتوی از امواج رادیویی (2) با فرکانس شناخته شده را ساطع می کند. هنگامی که موج با یک ماشین در حال حرکت (3) برخورد می کند، سیگنال منعکس شده و (4) با فرکانس تغییر یافته باز می گردد. این دستگاه تفاوت بین فرکانس سیگنال اصلی و منعکس شده را محاسبه می کند و بر اساس این مقدار، سرعت خودرو تعیین می شود. رادارهای داپلر را می‌توان در زمینه‌های مختلفی استفاده کرد: برای تعیین سرعت هواپیما، کشتی‌ها، اتومبیل‌ها، شهاب‌سنگ‌ها (به عنوان مثال، ابرها)، جریان‌های دریا و رودخانه و همچنین سایر اشیاء.

این اثر به طور گسترده در زنان و زایمان استفاده می شود، زیرا صداهایی که از رحم می آیند به راحتی ضبط می شوند. در مراحل اولیه بارداری، صدا از مثانه عبور می کند. هنگامی که رحم با مایع پر می شود، خود شروع به هدایت صدا می کند. موقعیت جفت با صداهای جریان خون در آن مشخص می شود و پس از 9-10 هفته از لحظه تشکیل جنین، ضربان قلب آن شنیده می شود. با کمک دستگاه های اولتراسونیک تعداد جنین ها یا مرگ جنین را مشخص کنید.

تشخیص پارامترهای جریان خون تقریباً در هر رگ بر اساس همان اصل آن است که برای شناسایی آسیب شناسی های مؤثر بر سیستم قلبی عروقی و نظارت بر درمان آن بسیار مهم است. هنگام بررسی جریان خون بیمار با استفاده از سونوگرافی، هنگامی که سیگنال اولتراسونیک از ذرات متحرک خون منعکس می شود، تغییر در فرکانس ثبت می شود.

برای ثبت اثر داپلر از سونوگرافی استفاده می شود که در جهت رگ مورد مطالعه ارسال می شود. سونوگرافی دریافتی توسط دستگاه که از گلبول های قرمز متحرک منعکس می شود، فرکانس آن را تغییر می دهد. این به شما امکان می دهد اطلاعاتی در مورد سرعت حرکت خون در ناحیه مورد مطالعه بستر عروقی، جهت حرکت خون، حجم توده خون در حال حرکت با سرعت های خاص به دست آورید و بر اساس این پارامترها، قضاوت را اثبات کنید. در مورد اختلال در جریان خون، وضعیت دیواره عروقی، وجود تنگی آترواسکلروتیک یا انسداد عروق خونی، و همچنین برای ارزیابی گردش خون جانبی.

اثر داپلر سرعت جریان مایعات و گازها را اندازه گیری می کند. مزیت این روش در واقع این است که نیازی به قرار دادن سنسورها به طور مستقیم در جریان نیست. سرعت با پراکندگی امواج مافوق صوت یا تابش نوری (جریان سنج های نوری) روی ناهمگنی های محیط (ذرات تعلیق، قطرات مایع که با جریان اصلی مخلوط نمی شوند، حباب های گاز در مایع) تعیین می شود.

ستاره شناسان با استفاده از اثر داپلر، سرعت شعاعی (شعاعی) حرکت ستارگان، کهکشان ها و سایر اجرام آسمانی را با جابجایی خطوط طیف تعیین می کنند. تغییر در طول موج ارتعاشات نور منجر به این واقعیت می شود که تمام خطوط طیفی در طیف منبع به سمت امواج بلند منتقل می شوند، در صورتی که سرعت شعاعی آن از ناظر دور شود (تغییر قرمز) و در صورت جهت به سمت خطوط کوتاه، در صورت جهت. سرعت شعاعی - به سمت ناظر است (تغییر بنفش). اگر سرعت منبع در مقایسه با سرعت نور کوچک باشد (~300000 کیلومتر بر ثانیه)، در این صورت در تقریب غیرنسبیتی، سرعت شعاعی برابر است با سرعت نور ضرب در تغییر طول موج هر خط طیفی و تقسیم بر طول موج همان خط در یک منبع ثابت.

با افزایش عرض خطوط طیفی می توان دمای فتوسفر ستارگان را اندازه گیری کرد. گسترش خطوط با افزایش دما به دلیل افزایش سرعت حرکت حرارتی آشفته تابش یا جذب اتم های گاز است.

به عنوان یک کاربرد جایگزین از اثر داپلر در زندگی روزمره، ما استفاده از آن را در اتومبیل ها در شب پیشنهاد می کنیم تا از تصادف ترافیکی در بخش بدون نور جاده جلوگیری شود (شکل 2.6). منبع سیگنال در است

ناحیه سپر جلو و به طور مداوم آن را ساطع می کند. هنگامی که یک شخص یا حیوان در جاده ظاهر می شود، گیرنده یک مانع را تشخیص می دهد و به راننده از خطر احتمالی هشدار می دهد. نقطه ضعف، به عنوان چنین استفاده، این است که در طول پیچ های تند، سیگنال زمان برای رسیدن به گیرنده و هشدار به راننده را ندارد، اما به این ترتیب، امکان قرار دادن سنسورها در تمام سطح خودرو در این سطح وجود دارد.