Menggunakan efek Doppler. Area penerapan efek Doppler. Dua varian efek Doppler dipertimbangkan

Didaftarkan oleh penerima, yang disebabkan oleh perpindahan sumbernya dan/atau perpindahan penerima. Dalam praktiknya mudah untuk mengamati ketika sebuah mobil dengan sirene menyala melewati pengamat. Misalkan sirene mengeluarkan nada tertentu dan tidak berubah. Ketika mobil tidak bergerak relatif terhadap pengamat, maka ia mendengar persis seperti nada sirene. Namun jika mobil bergerak mendekati pengamat, frekuensi gelombang suara akan bertambah (dan panjangnya akan berkurang), dan pengamat akan mendengar nada yang lebih tinggi daripada nada yang sebenarnya dikeluarkan oleh sirene. Pada saat mobil melewati pengamat, dia akan mendengar nada yang sebenarnya dihasilkan oleh sirene tersebut. Dan ketika mobil melaju lebih jauh dan menjauh daripada mendekat, pengamat akan mendengar nada yang lebih rendah karena frekuensi gelombang suara yang lebih rendah (dan, karenanya, panjangnya lebih panjang).

Untuk gelombang yang merambat dalam medium apa pun (misalnya bunyi), perlu memperhitungkan pergerakan sumber dan penerima gelombang relatif terhadap medium tersebut. Untuk gelombang elektromagnetik (seperti cahaya), yang tidak memerlukan media apa pun untuk merambat, yang penting hanyalah gerakan relatif sumber dan penerima.

Yang juga penting adalah kasus ketika partikel bermuatan bergerak dalam medium dengan kecepatan relativistik. Dalam hal ini, radiasi Cherenkov, yang berhubungan langsung dengan efek Doppler, dicatat dalam sistem laboratorium.

Di mana F 0 adalah frekuensi sumber memancarkan gelombang, C- kecepatan rambat gelombang dalam medium, ay- kecepatan sumber gelombang relatif terhadap medium (positif jika sumber mendekati penerima dan negatif jika menjauh).

Frekuensi direkam oleh penerima tetap

kamu- kecepatan penerima relatif terhadap medium (positif jika bergerak menuju sumber).

Mengganti nilai frekuensi dari rumus (1) ke dalam rumus (2), kita memperoleh rumus untuk kasus umum.

(3)

Efek Doppler relativistik

Dalam kasus gelombang elektromagnetik, rumus frekuensi diturunkan dari persamaan relativitas khusus.Karena perambatan gelombang elektromagnetik tidak memerlukan media material, maka hanya kecepatan relatif sumber dan pengamat yang dapat dipertimbangkan.

Di mana Dengan- kecepatan cahaya, ay- kecepatan relatif penerima dan sumber (positif jika keduanya saling menjauh).

Cara mengamati efek Doppler

Karena fenomena ini merupakan karakteristik dari setiap proses osilasi, maka sangat mudah untuk mengamati suaranya. Frekuensi getaran suara dirasakan oleh telinga sebagai nada. Anda perlu menunggu sampai ada mobil yang melaju kencang melewati Anda dan mengeluarkan suara, misalnya sirene atau sekadar bunyi bip. Anda akan mendengar bahwa ketika mobil mendekati Anda, nada suaranya akan lebih tinggi, kemudian, ketika mobil mencapai Anda, suaranya akan turun tajam dan kemudian, saat mobil menjauh, mobil akan membunyikan klakson dengan nada yang lebih rendah.

Aplikasi

Radar Doppler

Tautan

• Menggunakan efek Doppler untuk mengukur arus laut

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu "Pergeseran Doppler" di kamus lain:

Pergeseran Doppler- Doplerio poslinkis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. perpindahan Doppler; Pergeseran Doppler vok. Doppler Verschiebung, f rus. Pergeseran Doppler, m; Pergeseran Doppler, dan pranc. perpindahan Doppler, m; deviasi Doppler, f … Fizikos terminų žodynas

Pergeseran frekuensi Doppler- Doplerio dažnio poslinkis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. Perpindahan frekuensi Doppler; Pergeseran frekuensi Doppler vok. Frekuensi Doppler, f rus. Pergeseran frekuensi Doppler, m; Pergeseran frekuensi Doppler, n… … Terminal radioelektronik

Pergeseran merah adalah pergeseran garis spektral unsur kimia ke sisi merah (panjang gelombang panjang). Fenomena ini mungkin merupakan ekspresi dari efek Doppler atau pergeseran merah gravitasi, atau kombinasi keduanya. Pergeseran spektrum... Wikipedia

Menambah panjang gelombang (l) saluran listrik. mag. spektrum sumber (pergeseran garis ke arah bagian merah spektrum) dibandingkan dengan garis spektrum referensi. Secara kuantitatif K. s. dicirikan oleh nilai z=(lprin lsp)/lsp, dimana lsp dan lprin... ... Ensiklopedia fisik

Pergeseran biru gravitasi dari kuantum (foton) atau partikel elementer lainnya (seperti elektron atau proton) ketika jatuh ke dalam medan gravitasi (yang diciptakan oleh bintang kuning di bagian bawah ... Wikipedia

Penurunan frekuensi radiasi elektromagnetik merupakan salah satu manifestasi dari efek Doppler. Nama “K. Dengan." karena fakta bahwa di bagian spektrum yang terlihat, akibat fenomena ini, garis-garis bergeser ke arah ujung merahnya; K.s. diamati... ... Ensiklopedia Besar Soviet

Perubahan frekuensi osilasi w atau panjang gelombang l yang dirasakan pengamat ketika sumber osilasi dan pengamat bergerak relatif satu sama lain. Munculnya D.e. Cara termudah untuk menjelaskannya adalah dengan mengikuti. contoh. Biarkan sumber yang tidak bergerak memancarkan... Ensiklopedia fisik

Teori relativitas merupakan bagian penting dari landasan teori fisika modern. Ada dua teori utama: khusus (khusus) dan umum. Keduanya diciptakan oleh A. Einstein, khususnya pada tahun 1905, umum pada tahun 1915. Dalam fisika modern, khususnya... ... Ensiklopedia Collier

Cabang ilmu astronomi yang mempelajari benda-benda luar angkasa dengan menganalisis pancaran radio yang berasal darinya. Banyak benda kosmik memancarkan gelombang radio yang mencapai Bumi: khususnya, lapisan luar Matahari dan atmosfer planet, awan gas antarbintang.… … Ensiklopedia Collier

Benda langit yang bersinar panas seperti Matahari. Bintang bervariasi dalam ukuran, suhu dan kecerahan. Dalam banyak hal, Matahari adalah bintang yang khas, meskipun tampak jauh lebih terang dan lebih besar daripada bintang lainnya, karena letaknya lebih dekat dengan... ... Ensiklopedia Collier

Di bawah efek Doppler memahami perubahan frekuensi yang direkam oleh penerima gelombang yang berhubungan dengan pergerakan sumber dan penerima. Efek ini pertama kali dibuktikan secara teoritis dalam akustik dan optik oleh fisikawan Austria K. Doppler pada tahun 1842.

Mari kita perhatikan penurunan rumus yang menentukan frekuensi gelombang elastis yang dirasakan oleh penerima, dengan menggunakan contoh dua kasus khusus. 1. Media berisi sumber diam dan penerima gelombang bunyi. Frekuensi dan panjang gelombang yang dipancarkan oleh sumber
, bergerak dengan kecepatan , mencapai penerima dan menciptakan osilasi dengan frekuensi yang sama di dalamnya
(Gbr. 6.11, a). 2. Sumber dan gelombang yang dipancarkannya bergerak sepanjang sumbu Sapi. Penerima bergerak ke arah mereka. Perhatikan bahwa kecepatan gelombang hanya bergantung pada sifat medium dan tidak bergantung pada pergerakan penerima dan sumber. Oleh karena itu, pergerakan sumber pada frekuensi konstan getaran yang dipancarkannya hanya akan mengubah panjang gelombangnya. Memang, sumber periode osilasi akan menempuh jarak
, dan menurut hukum penjumlahan kecepatan, gelombang akan menjauh dari sumber ke kejauhan
, dan karena itu panjang gelombangnya
akan lebih sedikit (Gbr. 6.11, b).

Sehubungan dengan penerima, gelombang, sesuai dengan hukum penjumlahan kecepatan, akan bergerak dengan kecepatan tertentu
dan untuk panjang gelombang konstan frekuensi getaran yang dirasakan oleh sumber akan berubah dan seimbang

.

Jika sumber dan penerima saling menjauh, maka dalam rumus frekuensi tanda-tandanya perlu diubah. Oleh karena itu, rumus tunggal frekuensi osilasi yang dirasakan penerima ketika sumber dan penerima bergerak dalam satu garis lurus akan terlihat seperti ini:

. (6.36)

Dari rumus ini dapat disimpulkan bahwa untuk seorang pengamat yang berada, misalnya di sebuah stasiun, frekuensi sinyal suara kereta api yang mendekat ( υ DLL =0, υ IST >0)

akan lebih banyak, dan lebih sedikit saat Anda menjauh dari stasiun. Misalnya, kita ambil kecepatan suara υ = 340 m/s, kecepatan kereta api υ = 72 km/jam, dan frekuensi sinyal suara ν 0 = 1000 Hz (frekuensi ini dapat diterima dengan baik oleh manusia. telinga, dan telinga membedakan gelombang suara dengan perbedaan frekuensi lebih besar dari 10 Hz), maka frekuensi sinyal yang dirasakan oleh telinga akan bervariasi dalam

=

Jika sumber dan penerima bergerak dengan kecepatan yang berarah membentuk sudut terhadap garis lurus yang menghubungkannya, maka frekuensinya dihitung , yang dirasakan oleh penerima, Anda perlu memproyeksikan kecepatannya ke garis lurus ini (Gbr. 6.11, c):

. (6.37)

Efek Doppler juga diamati pada gelombang elektromagnetik. Tapi berbeda

gelombang elastis, gelombang elektromagnetik dapat merambat tanpa adanya medium, dalam ruang hampa. Oleh karena itu, untuk gelombang elektromagnetik, kecepatan pergerakan sumber dan penerima relatif terhadap medium tidak menjadi masalah. Untuk gelombang elektromagnetik, kecepatan relatif pergerakan sumber dan penerima perlu diperhitungkan, dengan mempertimbangkan transformasi Lorentz dan pelebaran waktu dalam kerangka acuan bergerak.

Mari kita pertimbangkan efek Doppler memanjang. Mari kita turunkan rumus frekuensi gelombang elektromagnetik yang direkam oleh penerima; dalam kasus tertentu, sumber dan penerima bergerak menuju satu sama lain searah dengan garis lurus yang menghubungkan keduanya. Biarkan ada dua ISO. – ISO tidak bergerak KE(ada penerima EMW stasioner di dalamnya) dan bergerak relatif terhadapnya sepanjang sumbu koordinat yang bertepatan Oh Dan Oh' ISO KE′ (berisi sumber gelombang elektromagnetik stasioner) (Gbr. 6.12,a).

Mari kita pertimbangkan apa yang diamati di I.S.O. KE Dan KE".

1. ISOKE ′ . Sumber gelombang elektromagnetik bersifat stasioner dan terletak pada titik asal sumbu koordinat Oh' (Gbr. 6.12,a). Ini memancarkan dalam ISO. KE'EMW dengan titik
, frekuensi
dan panjang gelombang
.

Penerima bergerak, namun pergerakannya tidak mempengaruhi perubahan frekuensi sinyal yang diterima. Hal ini disebabkan menurut postulat kedua S.T.O., cepat rambat gelombang elektromagnetik relatif terhadap penerima akan selalu sama dengan Dengan, dan oleh karena itu frekuensi gelombang yang diterima oleh penerima di I.S.O. KE" juga akan setara ,

2. ISOKE . Penerima EMW tidak bergerak, dan sumber EMW bergerak searah sumbu Oh dengan kecepatan . Oleh karena itu, untuk sumbernya perlu memperhitungkan efek relativistik dari pelebaran waktu. Artinya periode gelombang yang dipancarkan sumber pada kerangka inersia ini akan lebih besar dibandingkan periode gelombang pada ISO.
().

Untuk panjang gelombang , yang dipancarkan oleh sumber ke arah penerima, dapat ditulis

Ungkapan ini memungkinkan adanya periode T dan frekuensi dirasakan oleh penerima EMW di I.S.O. KE, tuliskan rumus berikut:

, (6.38)

dimana diperhitungkan bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik relatif terhadap penerima di I.S.O. KE sama dengan Dengan.

Jika sumber dan penerima dihilangkan, maka perlu mengubah tanda pada rumus (6.38). Dalam hal ini frekuensi radiasi yang direkam oleh penerima akan berkurang dibandingkan dengan frekuensi gelombang yang dipancarkan sumber, yaitu. pergeseran merah dalam spektrum cahaya tampak diamati.

Seperti yang Anda lihat, persamaan (6.38) tidak mencakup kecepatan sumber dan penerima secara terpisah, hanya kecepatan gerak relatifnya.

Untuk gelombang elektromagnetik juga diamati efek Doppler transversal, yang dikaitkan dengan pengaruh pelebaran waktu dalam kerangka acuan inersia yang bergerak. Mari kita ambil waktu ketika kecepatan sumber gelombang elektromagnetik tegak lurus terhadap garis pengamatan (Gbr. 6.12, b), maka sumber tidak bergerak menuju penerima sehingga panjang gelombang yang dipancarkannya tidak berubah. (
). Yang tersisa hanyalah efek relativistik dari pelebaran waktu

,
. (6.39)

Untuk efek Doppler transversal, perubahan frekuensi akan jauh lebih kecil dibandingkan efek Doppler longitudinal. Memang, rasio frekuensi yang ditemukan dengan menggunakan rumus (6.38) dan (6.39) untuk efek memanjang dan melintang akan jauh lebih kecil dari satu:
.

Efek Doppler transversal dikonfirmasi secara eksperimental, yang sekali lagi membuktikan validitas teori relativitas khusus.

Argumen yang mendukung rumus (6.39) yang disajikan di sini tidak berpura-pura ketat, tetapi memberikan hasil yang benar. Secara umum, untuk sudut sembarang antara garis pengamatan dan kecepatan sumber , kita dapat menulis rumus berikut

, (6.40) dimana sudutnya - ini adalah sudut antara garis pengamatan dan kecepatan sumber, lihat (Gbr. 6.12, b).

Efek Doppler transversal tidak ada pada gelombang elastis dalam suatu medium. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa, untuk menentukan frekuensi gelombang yang dirasakan oleh penerima, proyeksi kecepatan diambil pada garis lurus yang menghubungkan sumber dan penerima (lihat Gambar 6.11, c), dan tidak ada pelebaran waktu untuk gelombang elastis.

Efek Doppler memiliki penerapan praktis yang luas, misalnya untuk mengukur kecepatan bintang dan galaksi dengan pergeseran garis Doppler (merah) dalam spektrum emisinya; untuk menentukan kecepatan sasaran bergerak di radar dan sonar; untuk mengukur suhu benda dengan perluasan Doppler pada garis emisi atom dan molekul, dll.

Efek Doppler adalah salah satu penemuan luar biasa dalam bidang studi sifat-sifat fenomena gelombang. Sifat universalnya menentukan bahwa saat ini ribuan perangkat paling beragam di berbagai bidang aktivitas manusia beroperasi berdasarkan efek ini. Fenomena tersebut, yang kemudian dinamai menurut penemunya, ditemukan oleh fisikawan Austria Christian Doppler pada pertengahan abad kesembilan belas. Doppler mengukur sifat gelombang yang sampai pada penerima dari sumber bergerak dan diam.

Jika kita mempertimbangkan efek Doppler dalam bentuknya yang paling sederhana, perlu dicatat bahwa ini menggambarkan perubahan frekuensi sinyal sehubungan dengan jumlah pergerakan sumber sinyal ini dari penerima yang menerimanya. Misalnya, suatu gelombang yang datang dari suatu sumber tertentu dan mempunyai frekuensi tetap tertentu akan diterima oleh penerima pada frekuensi yang berbeda jika, selama perjalanannya, sumber dan penerima telah mengubah lokasinya relatif satu sama lain, yaitu , mereka telah pindah. Dalam hal ini, indikator frekuensi akan bertambah atau berkurang, tergantung ke arah mana sumber digeser relatif terhadap penerima. Dengan mempertimbangkan efek Doppler, kita dapat dengan jelas menyatakan bahwa jika penerima menjauh dari sumber, nilai frekuensi gelombang berkurang. Jika penerima mendekati sumber radiasi gelombang, maka frekuensi gelombang bertambah. Dengan demikian, dari hukum-hukum tersebut dapat disimpulkan bahwa jika sumber dan penerima gelombang tidak berubah lokasinya selama perjalanannya, maka nilai frekuensi gelombang akan tetap sama.

Peringatan penting lainnya yang menjadi ciri efek Doppler. Sifat ini sampai batas tertentu bertentangan dengan hukum, faktanya nilai perubahan frekuensi tidak hanya ditentukan oleh apakah penerima dan sumber radiasi bergerak atau tidak, tetapi juga oleh apa sebenarnya yang bergerak. Pengukuran menunjukkan bahwa pergeseran frekuensi, yang ditentukan oleh jenis benda yang bergerak, semakin nyata, semakin kecil perbedaan antara kecepatan perpindahan penerima dan sumber dengan kecepatan gelombang. Faktanya, dalam kasus di mana efek Doppler terjadi, tidak ditemukan kontradiksi dengan teori relativitas, karena yang penting di sini bukanlah pergerakan relatif penerima dan sumber, tetapi sifat pergerakan gelombang dalam elastis. media di mana ia bergerak.

Efek Doppler menunjukkan sifat-sifat tersebut baik dalam kaitannya dengan gelombang asal akustik maupun gelombang elektromagnetik, kecuali dalam kasus gelombang elektromagnetik, fenomena pergeseran frekuensi tidak bergantung pada apakah sumber atau penerima bergerak.

Namun, bagaimana efek yang agak abstrak ini terwujud cukup mudah untuk dilihat. Misalnya, efek Doppler dalam akustik dapat dilihat, atau lebih tepatnya, didengar, pada saat berdiri di tengah kemacetan, Anda mendengar sinyal sirene kendaraan khusus yang lewat. Pasti semua orang pernah memperhatikan fakta bahwa jika mobil seperti itu mendekat, suara sirene berbunyi satu arah, tinggi, dan ketika mobil tersebut menyusul Anda, suara sirene berbunyi lebih rendah. Hal ini justru menegaskan adanya perubahan nilai frekuensi sinyal akustik.

Frekuensi Doppler memainkan peran besar dalam aplikasi radar. Semua stasiun radar dan perangkat lain untuk mendeteksi objek bergerak di berbagai cabang aktivitas manusia beroperasi berdasarkan efek ini.

Sifatnya digunakan dalam teknologi medis untuk menentukan aliran darah, prosedur seperti ekokardiografi Doppler juga dikenal luas. Instrumen navigasi untuk kapal bawah air dibuat berdasarkan efek Doppler, dan ahli meteorologi menggunakannya untuk mengukur kecepatan pergerakan massa awan.

Bahkan astronomi pun menggunakan efek Doppler dalam pengukurannya. Jadi, dengan besarnya pergeseran spektrum berbagai objek astronomi, kecepatan pergerakannya di ruang angkasa ditentukan, khususnya, berdasarkan efek inilah hipotesis tentang perluasan Alam Semesta diajukan.

Efek Doppler adalah fenomena fisika yang terdiri dari perubahan frekuensi gelombang tergantung pada pergerakan sumber gelombang tersebut relatif terhadap pengamat. Saat sumbernya mendekat, frekuensi gelombang yang dipancarkannya bertambah dan panjangnya berkurang. Ketika sumber gelombang menjauh dari pengamat, frekuensinya berkurang dan panjang gelombangnya bertambah.

Misalnya, dalam kasus gelombang suara, ketika sumbernya menjauh, nada suara akan berkurang, dan ketika sumbernya mendekat, nada suara akan menjadi lebih tinggi. Jadi, dengan mengubah nada, Anda dapat menentukan apakah kereta api, mobil dengan sinyal suara khusus, dll. sedang mendekat atau menjauh. Gelombang elektromagnetik juga menunjukkan efek Doppler. Jika sumbernya dihilangkan, pengamat akan melihat pergeseran spektrum ke sisi “merah”, yaitu. menuju gelombang yang lebih panjang, dan ketika mendekat - ke "ungu", mis. menuju gelombang yang lebih pendek.

Efek Doppler ternyata merupakan penemuan yang sangat berguna. Berkat dia, perluasan Alam Semesta ditemukan (spektra galaksi bergeser merah, oleh karena itu, mereka menjauh dari kita); sebuah metode untuk mendiagnosis sistem kardiovaskular dengan menentukan kecepatan aliran darah telah dikembangkan; Berbagai radar telah diciptakan, termasuk yang digunakan oleh polisi lalu lintas.

Contoh paling populer dari perambatan efek Doppler: mobil dengan sirene. Saat dia mengemudi ke arah Anda atau menjauhi Anda, Anda mendengar satu suara, dan saat dia lewat, Anda mendengar suara yang sama sekali berbeda - suara yang lebih rendah. Efek Doppler dikaitkan tidak hanya dengan gelombang suara, tetapi juga dengan gelombang lainnya. Dengan menggunakan efek Doppler, kita dapat menentukan kecepatan suatu benda, baik itu mobil atau benda langit, asalkan kita mengetahui parameternya (frekuensi dan panjang gelombang). Segala sesuatu yang berhubungan dengan jaringan telepon, Wi-Fi, alarm keamanan - efek Doppler dapat diamati di mana-mana.

Atau ambil lampu lalu lintas - warnanya merah, kuning dan hijau. Bergantung pada seberapa cepat kita bergerak, warna-warna ini dapat berubah, tetapi tidak satu sama lain, tetapi bergeser ke arah ungu: kuning akan berubah menjadi hijau, dan hijau menjadi biru.

Mengapa? Jika kita menjauh dari sumber cahaya dan melihat ke belakang (atau lampu lalu lintas menjauhi kita), warnanya akan bergeser ke arah merah.

Dan mungkin perlu diklarifikasi bahwa kecepatan tertukarnya warna merah dengan hijau jauh lebih tinggi daripada kecepatan Anda berkendara di jalan raya.

Menjawab

Komentar

Inti dari efek Doppler adalah jika suatu sumber bunyi mendekati atau menjauhi pengamat, maka frekuensi bunyi yang dipancarkannya berubah dari sudut pandang pengamat. Misalnya saja suara mesin mobil yang melintas mengalami perubahan. Ia menjadi lebih tinggi saat ia mendekati Anda dan tiba-tiba menjadi lebih rendah saat ia terbang melewati Anda dan mulai menjauh. Semakin tinggi kecepatan sumber bunyi, semakin besar perubahan frekuensinya.

Omong-omong, efek ini berlaku tidak hanya untuk suara, tetapi juga, katakanlah, untuk cahaya. Hanya saja suaranya lebih jelas - ia dapat diamati pada kecepatan yang relatif rendah. Cahaya tampak memiliki frekuensi yang sangat tinggi sehingga perubahan kecil akibat efek Doppler tidak terlihat dengan mata telanjang. Namun, dalam beberapa kasus, efek Doppler harus diperhitungkan bahkan dalam komunikasi radio.

Jika Anda tidak mempelajari definisi yang ketat dan mencoba menjelaskan efeknya, seperti yang mereka katakan, dengan jari Anda, maka semuanya cukup sederhana. Suara (seperti cahaya atau sinyal radio) adalah gelombang. Untuk lebih jelasnya, mari kita asumsikan bahwa frekuensi gelombang yang diterima bergantung pada seberapa sering kita menerima "puncak" gelombang skematik (). Jika sumber dan penerima tidak bergerak (ya, relatif satu sama lain), maka kita akan menerima “punggungan” dengan frekuensi yang sama dengan yang dipancarkan penerima. Jika sumber dan penerima mulai saling mendekat, maka kita akan mulai menerima lebih sering, semakin tinggi kecepatan pendekatannya maka kecepatannya akan bertambah. Akibatnya frekuensi suara pada penerima akan semakin tinggi. Jika sumber mulai menjauh dari penerima, maka setiap “punggungan” berikutnya akan membutuhkan waktu lebih lama untuk mencapai penerima - kita akan mulai menerima “punggungan” lebih jarang daripada sumber yang memancarkannya. Frekuensi suara pada penerima akan lebih rendah.

Penjelasan ini agak skematis, namun mencerminkan prinsip umum.

Singkatnya, perubahan frekuensi dan panjang gelombang yang diamati ketika sumber dan penerima bergerak relatif satu sama lain. Terkait dengan terbatasnya kecepatan rambat gelombang. Jika sumber dan penerima semakin dekat, frekuensinya meningkat (puncak gelombang lebih sering terekam); menjauh satu sama lain - frekuensinya turun (puncak gelombang lebih jarang dicatat). Ilustrasi umum dari efeknya adalah sirene layanan khusus. Jika ambulans mendekati Anda, sirenenya akan berbunyi; ketika mobil itu pergi, ia akan berdengung keras. Kasus terpisah adalah perambatan gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa - komponen relativistik ditambahkan di sana dan efek Doppler juga memanifestasikan dirinya dalam kasus ketika penerima dan sumber tidak bergerak relatif satu sama lain, yang dijelaskan oleh sifat-sifat waktu. .

Saya akan mencoba menjawab dengan cara yang paling sederhana:
Bayangkan Anda berdiri diam dan setiap detik Anda melancarkan gelombang (misalnya dengan suara Anda), yang menyebar secara radial dari Anda dengan kecepatan 100 m/s.

Penerapan efek Doppler yang paling umum adalah radar Doppler (Gbr. 2.4) - perangkat navigasi radar berdasarkan efek Doppler - perubahan frekuensi (atau panjang gelombang) karena pergerakan suatu objek relatif terhadap pengamat. Alat ini digunakan untuk mengukur perbedaan frekuensi antara pulsa yang dikirim dan pulsa yang dikembalikan. Berdasarkan perbedaan ini, kecepatan pergerakan objek yang pantulan sinar radarnya dinilai. Nilai terukur ditampilkan di layar perangkat.

Alat pengukur kecepatan radar genggam (1) digunakan oleh lembaga keselamatan jalan raya untuk mendeteksi pelanggaran kecepatan pada kendaraan. Pengoperasian perangkat ini didasarkan pada efek Doppler. Perangkat memancarkan pancaran gelombang radio (2) dengan frekuensi yang diketahui. Ketika gelombang bertemu dengan mobil yang bergerak (3), sinyal dipantulkan dan dikembalikan (4) dengan frekuensi yang berubah. Perangkat menghitung perbedaan antara frekuensi sinyal asli dan sinyal pantulan, dan berdasarkan nilai ini kecepatan kendaraan ditentukan. Radar Doppler dapat digunakan di berbagai bidang: untuk menentukan kecepatan pesawat, kapal, mobil, hidrometeor (misalnya awan), arus laut dan sungai, dan objek lainnya.

Efek ini banyak digunakan dalam bidang kebidanan, karena suara yang berasal dari rahim mudah direkam. Pada awal kehamilan, suara merambat melalui kandung kemih. Ketika rahim terisi cairan, ia mulai mengeluarkan suara sendiri. Posisi plasenta ditentukan oleh suara darah yang mengalir melaluinya, dan setelah 9 - 10 minggu sejak janin terbentuk, detak jantungnya dapat terdengar. Dengan menggunakan alat USG, jumlah embrio atau kematian janin dipastikan.

Prinsip yang sama digunakan untuk mendiagnosis indikator aliran darah di hampir semua pembuluh darah, yang sangat penting untuk mengidentifikasi patologi yang mempengaruhi sistem kardiovaskular dan memantau pengobatannya. Saat mempelajari aliran darah pasien menggunakan USG, perubahan frekuensi sinyal USG dicatat ketika dipantulkan dari partikel darah yang bergerak, yang sebagian besar adalah sel darah merah.

Untuk merekam efek Doppler, digunakan USG yang dikirim ke arah pembuluh darah yang diperiksa. Tercermin dari pergerakan sel darah merah, USG yang diterima oleh perangkat mengubah frekuensinya. Hal ini memungkinkan untuk memperoleh informasi tentang kecepatan pergerakan darah di sepanjang area dasar pembuluh darah yang dipelajari, arah pergerakan darah, volume massa darah yang bergerak dengan kecepatan tertentu, dan, berdasarkan parameter ini, untuk mendukung a penilaian tentang gangguan aliran darah, kondisi dinding pembuluh darah, adanya stenosis aterosklerotik atau penyumbatan pembuluh darah, serta menilai sirkulasi kolateral.

Efek Doppler digunakan untuk mengukur laju aliran cairan dan gas. Keuntungan metode ini adalah tidak perlu menempatkan sensor langsung ke aliran. Kecepatan ditentukan oleh hamburan gelombang radiasi ultrasonik atau optik (optical flowmeters) pada ketidakhomogenan medium (partikel suspensi, tetesan cairan yang tidak bercampur dengan aliran utama, gelembung gas dalam cairan).

Dengan menggunakan efek Doppler, para astronom menentukan kecepatan radial (radial) pergerakan bintang, galaksi, dan benda langit lainnya dengan pergeseran garis spektrum. Perubahan panjang gelombang getaran cahaya menyebabkan semua garis spektral pada spektrum sumber bergeser ke arah gelombang panjang, jika kecepatan radialnya menjauhi pengamat (pergeseran merah), dan ke arah gelombang pendek, jika kecepatan radialnya menjauhi pengamat (pergeseran merah), dan menuju gelombang pendek, jika arah kecepatan radial adalah - menuju pengamat (pergeseran ungu). Jika kecepatan sumber lebih kecil dibandingkan kecepatan cahaya (~300.000 km/s), maka dalam pendekatan non-relativistik kecepatan radial sama dengan kecepatan cahaya dikalikan dengan perubahan panjang gelombang garis spektrum mana pun dan dibagi dengan panjang gelombang garis yang sama pada sumber stasioner.

Dengan menambah lebar garis spektrum, suhu fotosfer bintang dapat diukur. Pelebaran garis seiring dengan meningkatnya suhu disebabkan oleh peningkatan kecepatan gerak termal yang kacau dalam memancarkan atau menyerap atom-atom dalam gas.

Sebagai alternatif penerapan efek Doppler dalam kehidupan sehari-hari, kami menyarankan untuk menggunakannya pada mobil pada malam hari untuk menghindari kecelakaan lalu lintas di bagian jalan yang gelap (Gbr. 2.6). Sumber sinyal masuk

area bemper depan dan mengeluarkannya terus menerus. Ketika seseorang atau hewan muncul di jalan, penerima mendeteksi adanya hambatan dan memperingatkan pengemudi tentang kemungkinan bahaya. Kerugian dari penggunaan ini adalah pada saat tikungan tajam sinyal tidak akan sempat mencapai penerima dan memperingatkan pengemudi, namun sebagai solusinya, sensor dapat ditempatkan di seluruh permukaan mobil pada tingkat tertentu.