Folosind efectul Doppler. Domenii de aplicare a efectului Doppler. Sunt luate în considerare două variante ale efectului Doppler

Înregistrate de receptor, cauzate de mișcarea sursei lor și/sau de mișcarea receptorului. Este ușor de observat în practică când o mașină cu o sirenă aprinsă trece pe lângă observator. Să presupunem că sirena produce un anumit ton și nu se schimbă. Când mașina nu se mișcă în raport cu observatorul, atunci acesta aude exact tonul pe care îl emite sirena. Dar dacă mașina se apropie de observator, frecvența undelor sonore va crește (și lungimea va scădea), iar observatorul va auzi o înălțime mai mare decât o emite de fapt sirena. În momentul în care mașina trece pe lângă observator, acesta va auzi chiar tonul pe care îl face de fapt sirena. Și când mașina conduce mai departe și se îndepărtează, mai degrabă decât mai aproape, observatorul va auzi un ton mai scăzut din cauza frecvenței mai mici (și, în consecință, a lungimii mai mari) a undelor sonore.

Pentru undele care se propagă în orice mediu (de exemplu, sunet), este necesar să se țină cont de mișcarea atât a sursei, cât și a receptorului undelor în raport cu acest mediu. Pentru undele electromagnetice (cum ar fi lumina), care nu necesită niciun mediu pentru a se propaga, tot ce contează este mișcarea relativă a sursei și a receptorului.

De asemenea, important este cazul când o particulă încărcată se mișcă într-un mediu cu o viteză relativistă. În acest caz, radiația Cherenkov, care este direct legată de efectul Doppler, este înregistrată în sistemul de laborator.

Unde f 0 este frecvența cu care sursa emite unde, c- viteza de propagare a undelor în mediu, v- viteza sursei de undă în raport cu mediul (pozitivă dacă sursa se apropie de receptor și negativă dacă se îndepărtează).

Frecvența înregistrată de un receptor fix

u- viteza receptorului fata de mediu (pozitiva daca se deplaseaza catre sursa).

Înlocuind valoarea frecvenței din formula (1) în formula (2), obținem formula pentru cazul general.

(3)

Efectul Doppler relativist

În cazul undelor electromagnetice, formula frecvenței este derivată din ecuațiile relativității speciale.Deoarece propagarea undelor electromagnetice nu necesită un mediu material, se poate lua în considerare doar viteza relativă a sursei și a observatorului.

Unde Cu- viteza luminii, v- viteza relativa a receptorului si a sursei (pozitiv daca se indeparteaza unul de celalalt).

Cum să observați efectul Doppler

Deoarece fenomenul este caracteristic oricăror procese oscilatorii, este foarte ușor de observat pentru sunet. Frecvența vibrațiilor sonore este percepută de ureche ca înălțime. Trebuie să așteptați o situație în care o mașină cu mișcare rapidă trece pe lângă dvs., scoțând un sunet, de exemplu, o sirenă sau doar un bip. Vei auzi că atunci când mașina se va apropia de tine, înălțimea sunetului va fi mai mare, apoi, când mașina ajunge la tine, va scădea brusc și apoi, pe măsură ce se îndepărtează, mașina va claxona la o notă mai joasă.

Aplicație

radar Doppler

Legături

• Utilizarea efectului Doppler pentru a măsura curenții oceanici

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce înseamnă „schimbarea Doppler” în alte dicționare:

Schimbarea Doppler- Doplerio poslinkis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. deplasare Doppler; schimbare Doppler vok. Doppler Verschiebung, f rus. deplasare Doppler, m; Deplasare Doppler, n pranc. deplasare Doppler, m; deviation Doppler, f … Fizikos terminų žodynas

Schimbarea frecvenței Doppler- Doplerio dažnio poslinkis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. deplasarea frecventei Doppler; Deplasarea frecvenței Doppler vok. Doppler Frequenzverschiebung, f rus. Deplasarea frecvenței Doppler, m; Schimbarea frecvenței Doppler, n… … Radioelektronikos terminų žodynas

Deplasarea la roșu este o deplasare a liniilor spectrale ale elementelor chimice către partea roșie (lungime de undă lungă). Acest fenomen poate fi o expresie a efectului Doppler sau a deplasării gravitaționale spre roșu sau o combinație a ambelor. Schimbarea spectrului... Wikipedia

Creșterea lungimii de undă (l) a liniilor în electricitate. mag. spectrul sursă (deplasarea liniilor către partea roșie a spectrului) în comparație cu liniile spectrului de referință. Cantitativ K. s. caracterizat prin valoarea z=(lprin lsp)/lsp, unde lsp și lprin... ... Enciclopedie fizică

Deplasarea gravitațională în albastru a unui cuantic (foton) sau a unei alte particule elementare (cum ar fi un electron sau un proton) atunci când cade într-un câmp gravitațional (creat de o stea galbenă în partea de jos... Wikipedia

O scădere a frecvențelor radiațiilor electromagnetice este una dintre manifestările efectului Doppler. Numele „K. Cu." datorită faptului că în partea vizibilă a spectrului, ca urmare a acestui fenomen, liniile sunt deplasate spre capătul său roșu; K. s. observat...... Marea Enciclopedie Sovietică

Modificarea frecvenței de oscilație w sau a lungimii de undă l percepută de observator atunci când sursa de oscilații și observatorul se mișcă unul față de celălalt. Apariția lui D. e. Cel mai simplu mod de a explica este să urmăresc. exemplu. Lasă o sursă nemișcată să emită... Enciclopedie fizică

Teoriile relativității formează o parte esențială a bazei teoretice a fizicii moderne. Există două teorii principale: particulară (specială) și generală. Ambele au fost create de A. Einstein, în special în 1905, general în 1915. În fizica modernă, în special... ... Enciclopedia lui Collier

O ramură a astronomiei care studiază obiectele spațiale prin analiza emisiilor radio provenite de la acestea. Multe corpuri cosmice emit unde radio care ajung pe Pământ: acestea sunt, în special, straturile exterioare ale Soarelui și atmosferele planetare, norii de gaz interstelar... Enciclopedia lui Collier

Corpuri cerești fierbinți strălucitoare ca Soarele. Stelele variază ca mărime, temperatură și luminozitate. În multe privințe, Soarele este o stea tipică, deși pare mult mai strălucitoare și mai mare decât toate celelalte stele, deoarece este situat mult mai aproape de... ... Enciclopedia lui Collier

Sub efectul Doppler să înțeleagă schimbarea frecvenței înregistrate de receptorul unde asociată mișcării sursei și receptorului. Acest efect a fost pentru prima dată fundamentat teoretic în acustică și optică de către fizicianul austriac K. Doppler în 1842.

Să luăm în considerare derivarea formulei care determină frecvența undei elastice percepută de receptor, folosind exemplul a două cazuri speciale. 1. Mediul conține o sursă și un receptor staționar de unde sonore. Frecvențele și lungimile de undă emise de sursă
, deplasându-se cu viteză , ajungeți la receptor și creați în el oscilații de aceeași frecvență
(Fig. 6.11, a). 2. Sursa și unda emisă de aceasta se deplasează de-a lungul axei Ox. Receptorul se deplasează spre ei. Rețineți că viteza undei depinde numai de proprietățile mediului și nu depinde de mișcarea receptorului și a sursei. Prin urmare, mișcarea sursei la o frecvență constantă vibrațiile emise de acesta vor schimba doar lungimea de undă. Într-adevăr, sursa pentru perioada de oscilație va merge la distanta
, iar conform legii adunării vitezelor unda se va îndepărta de la sursa la distanta
, și deci lungimea sa de undă
vor fi mai puține (Fig. 6.11, b).

În raport cu receptorul, unda, în conformitate cu legea adunării vitezelor, se va deplasa cu o viteză
și pentru o lungime de undă constantă frecvență vibratiile percepute de sursa se vor schimba si vor fi egale

.

Dacă sursa și receptorul se îndepărtează unul de celălalt, atunci în formula frecvenței semnele trebuie schimbate. În consecință, o singură formulă pentru frecvența de oscilație percepută de receptor atunci când sursa și receptorul se mișcă într-o linie dreaptă va arăta astfel:

. (6.36)

Din această formulă rezultă că pentru un observator situat, de exemplu, la o stație, frecvența semnalului sonor al unui tren care se apropie ( υ ETC =0, υ IST >0)

va fi mai mult și mai puțin pe măsură ce vă îndepărtați de gară. Dacă, de exemplu, luăm viteza sunetului υ = 340 m/s, viteza trenului υ = 72 km/h și frecvența semnalului sonor ν 0 = 1000 Hz (această frecvență este bine percepută de om. urechea, iar urechea distinge undele sonore cu o diferență de frecvență mai mare de 10 Hz), atunci frecvența semnalului perceput de ureche va varia în

=

Dacă sursa și receptorul se mișcă cu viteze îndreptate într-un unghi față de linia dreaptă care le conectează, atunci pentru a calcula frecvența , perceput de receptor, trebuie să luați proiecții ale vitezelor lor pe această linie dreaptă (Fig. 6.11, c):

. (6.37)

Efectul Doppler este observat și pentru undele electromagnetice. Dar spre deosebire de

unde elastice, undele electromagnetice se pot propaga în absența unui mediu, în vid. În consecință, pentru undele electromagnetice viteza de mișcare a sursei și a receptorului în raport cu mediul nu contează. Pentru undele electromagnetice, este necesar să se ia în considerare viteza relativă de mișcare a sursei și receptorului, luând în considerare transformările Lorentz și dilatarea timpului într-un cadru de referință în mișcare.

Sa luam in considerare efectul Doppler longitudinal. Să derivăm o formulă pentru frecvența undelor electromagnetice înregistrate de receptor; într-un caz particular, sursa și receptorul se deplasează unul spre celălalt în direcția dreptei care le conectează. Să fie două I.S.O. – nemișcat I.S.O. LA(există un receptor EMW staționar în el) și se deplasează în raport cu acesta de-a lungul axelor de coordonate care coincid OhȘi Oh' I.S.O. LA′ (conține o sursă staționară de unde electromagnetice) (Fig. 6.12,a).

Să luăm în considerare ceea ce se observă în I.S.O. LAȘi LA".

1. I.S.O.LA ′ . Sursa de unde electromagnetice este staționară și situată la originea axei de coordonate Oh′ (Fig. 6.12,a). Emite în I.S.O. LA′ EMW cu punct
, frecvențe
și lungimea de undă
.

Receptorul se mișcă, dar mișcarea lui nu afectează modificarea frecvenței semnalului primit. Acest lucru se datorează faptului că, conform celui de-al doilea postulat al S.T.O., viteza undei electromagnetice în raport cu receptorul va fi întotdeauna egală cu Cu, si deci frecventa undei primite de receptor in I.S.O. LA" va fi de asemenea egal ,

2. I.S.O.LA . Receptorul EMW este staționar, iar sursa EMW se mișcă în direcția axei Oh cu viteza . Prin urmare, pentru sursă este necesar să se țină cont de efectul relativist al dilatației timpului. Aceasta înseamnă că perioada undei emise de sursă în acest cadru inerțial va fi mai mare decât perioada undei în I.S.O.
().

Pentru lungimea de undă , emisă de sursă în direcția receptorului, poate fi scrisă

Această expresie permite perioada T si frecvente perceput de receptorul EMW din I.S.O. LA, noteaza urmatoarele formule:

, (6.38)

unde se are în vedere că viteza undei electromagnetice în raport cu receptorul din I.S.O. LA egal cu Cu.

Dacă sursa și receptorul sunt îndepărtate, este necesar să se schimbe semnele din formula (6.38). În acest caz, frecvența de radiație înregistrată de receptor va scădea în comparație cu frecvența undei emise de sursă, adică. se observă o deplasare la roșu în spectrul luminii vizibile.

După cum puteți vedea, expresia (6.38) nu include viteza sursei și receptorului separat, ci doar viteza mișcării relative a acestora.

Pentru undele electromagnetice se observă și efect Doppler transversal, care este asociat cu efectul de dilatare a timpului într-un cadru de referință inerțial în mișcare. Să luăm un moment în timp când viteza sursei undei electromagnetice este perpendiculară pe linia de observație (Fig. 6.12, b), atunci sursa nu se deplasează spre receptor și, prin urmare, lungimea undei emise de acesta nu se modifică (
). Tot ce rămâne este efectul relativist al dilatării timpului

,
. (6.39)

Pentru efectul Doppler transversal, modificarea frecvenței va fi semnificativ mai mică decât pentru efectul Doppler longitudinal. Într-adevăr, raportul de frecvențe găsit folosind formulele (6.38) și (6.39) pentru efectele longitudinale și transversale va fi semnificativ mai mic decât unitatea:
.

Efectul Doppler transversal a fost confirmat experimental, ceea ce a dovedit încă o dată validitatea teoriei relativității speciale.

Argumentele prezentate aici în favoarea formulei (6.39) nu pretind a fi riguroase, dar dau rezultatul corect. În general, pentru un unghi arbitrar între linia de observaţie şi viteza sursei , putem scrie următoarea formulă

, (6.40) unde unghiul - acesta este unghiul dintre linia de observație și viteza sursei, vezi (Fig. 6.12, b).

Efectul Doppler transversal este absent pentru undele elastice într-un mediu. Acest lucru se datorează faptului că, pentru a determina frecvența undei percepute de receptor, proiecțiile vitezelor sunt luate pe linia dreaptă care leagă sursa și receptorul (vezi Fig. 6.11, c), și nu există o dilatare a timpului pentru unde elastice.

Efectul Doppler are aplicații practice largi, de exemplu, pentru măsurarea vitezelor stelelor și galaxiilor prin deplasarea Doppler (roșu) a liniilor din spectrele lor de emisie; pentru determinarea vitezei țintelor în mișcare în radar și sonar; pentru măsurarea temperaturii corpurilor prin lărgirea Doppler a liniilor de emisie ale atomilor și moleculelor etc.

Efectul Doppler este una dintre descoperirile remarcabile în domeniul studierii proprietăților fenomenelor ondulatorii. Natura sa universală determină ca astăzi mii și mii dintr-o mare varietate de dispozitive din diverse sfere ale activității umane să funcționeze pe baza acestui efect. Fenomenul, care a fost numit atunci după descoperitorul său, a fost descoperit de către fizicianul austriac Christian Doppler la mijlocul secolului al XIX-lea. Doppler a măsurat proprietățile undelor care au ajuns la receptor dintr-o sursă în mișcare și staționară.

Dacă luăm în considerare efectul Doppler în forma sa cea mai simplă, trebuie remarcat că acesta descrie modificarea frecvenței semnalului în raport cu cantitatea de mișcare a sursei acestui semnal de la receptorul care îl primește. De exemplu, o undă care provine dintr-o anumită sursă și care are o anumită frecvență fixă ​​va fi recepționată de receptor la o frecvență diferită dacă, în timpul trecerii sale, sursa și receptorul și-au schimbat locația unul față de celălalt, adică , s-au mutat. În acest caz, indicatorul de frecvență va crește sau scădea, în funcție de direcția în care sursa este deplasată față de receptor. Ținând cont de efectul Doppler, putem afirma clar că dacă receptorul se îndepărtează de sursă, valoarea frecvenței undei scade. Dacă receptorul se apropie de sursa radiației undei, atunci frecvența undei crește. În consecință, din aceste legi se concluzionează că, dacă sursa și receptorul undei nu și-au schimbat locația în timpul trecerii acesteia, atunci valoarea frecvenței undei va rămâne aceeași.

Un alt avertisment important care caracterizează efectul Doppler. Această proprietate, într-o anumită măsură, contrazice legile.Faptul este că valoarea variației de frecvență este determinată nu numai de dacă receptorul și sursa de radiație se mișcă sau nu, ci și de ceea ce anume se mișcă. Măsurătorile au arătat că deplasarea de frecvență, determinată de ce fel de obiect se mișcă, este mai vizibilă, cu cât discrepanța dintre vitezele de deplasare ale receptorului și sursa de la viteza undei este mai mică. De fapt, în cazurile în care apare efectul Doppler, nu se constată nicio contradicție cu teoria relativității, deoarece ceea ce este important aici nu este mișcarea relativă a receptorului și a sursei, ci natura mișcării undei în elastic. mediu în care se mișcă.

Efectul Doppler prezintă astfel de proprietăți atât în ​​raport cu undele de origine acustică, cât și cu undele electromagnetice, cu excepția faptului că, în cazul undelor electromagnetice, fenomenele de schimbare a frecvenței nu depind de dacă sursa sau receptorul se mișcă.

Cum se manifestă acest efect destul de abstract este, totuși, destul de ușor de văzut. De exemplu, efectul Doppler în acustică poate fi văzut, sau mai exact, auzit, în momentul în care, stând într-un ambuteiaj, auzi semnalul de sirenă al unui vehicul special în trecere. Cu siguranță toată lumea a remarcat faptul că, dacă o astfel de mașină se apropie, sunetul sirenei sună într-un fel, sus, iar când o astfel de mașină te depășește, sunetul sirenei sună mai scăzut. Acest lucru confirmă exact prezența unei modificări a valorii frecvenței semnalului acustic.

Frecvența Doppler joacă un rol imens în aplicațiile radar.Toate stațiile radar și alte dispozitive pentru detectarea obiectelor în mișcare într-o mare varietate de ramuri ale activității umane funcționează pe baza acestui efect.

Proprietățile sale sunt utilizate în tehnologia medicală pentru a determina fluxul sanguin; o procedură precum ecocardiografia Doppler este, de asemenea, cunoscută pe scară largă. Instrumentele de navigație pentru navele subacvatice au fost construite pe baza efectului Doppler, iar meteorologii îl folosesc pentru a măsura viteza de mișcare a maselor de nori.

Chiar și astronomia folosește efectul Doppler în măsurătorile sale. Astfel, de mărimea schimbării spectrelor diferitelor obiecte astronomice, viteza lor de mișcare în spațiu este determinată, în special, pe baza acestui efect a fost înaintată ipoteza despre expansiunea Universului.

Efectul Doppler este un fenomen fizic constând într-o modificare a frecvenței undelor în funcție de mișcarea sursei acestor unde în raport cu observatorul. Pe măsură ce sursa se apropie, frecvența undelor pe care le emite crește și lungimea scade. Pe măsură ce sursa undelor se îndepărtează de observator, frecvența lor scade și lungimea de undă crește.

De exemplu, în cazul undelor sonore, pe măsură ce sursa se îndepărtează, înălțimea sunetului va scădea, iar pe măsură ce sursa se apropie, înălțimea sunetului va deveni mai mare. Astfel, prin schimbarea pasului, puteți determina dacă un tren, o mașină cu semnal sonor special etc. se apropie sau se îndepărtează. Undele electromagnetice prezintă, de asemenea, efectul Doppler. Dacă sursa este îndepărtată, observatorul va observa o schimbare a spectrului către partea „roșie”, adică spre valuri mai lungi, iar la apropiere - spre „violet”, adică. spre valuri mai scurte.

Efectul Doppler s-a dovedit a fi o descoperire extrem de utilă. Datorită lui, a fost descoperită expansiunea Universului (spectrele galaxiilor sunt deplasate spre roșu, prin urmare, se îndepărtează de noi); a fost dezvoltată o metodă de diagnosticare a sistemului cardiovascular prin determinarea vitezei fluxului sanguin; Au fost create diverse radare, inclusiv cele folosite de poliția rutieră.

Cel mai popular exemplu de propagare a efectului Doppler: o mașină cu o sirenă. Când se îndreaptă spre tine sau se îndepărtează de tine, auzi un sunet, iar când trece pe lângă tine, auzi unul complet diferit - unul mai jos. Efectul Doppler este asociat nu numai cu undele sonore, ci și cu oricare altele. Folosind efectul Doppler, putem determina viteza a ceva, fie el o mașină sau corpuri cerești, cu condiția să cunoaștem parametrii (frecvența și lungimea de undă). Tot ce ține de rețelele de telefonie, Wi-Fi, alarmele de securitate – efectul Doppler poate fi observat peste tot.

Sau luați un semafor - are culori roșu, galben și verde. În funcție de cât de repede ne mișcăm, aceste culori se pot schimba, dar nu între ele, ci se pot deplasa spre violet: galbenul se va transforma în verde și verde în albastru.

Pai de ce? Dacă ne îndepărtăm de sursa de lumină și ne uităm în spatele nostru (sau semaforul se îndepărtează de noi), culorile se vor schimba spre roșu.

Și probabil merită să lămurim că viteza cu care roșul poate fi confundat cu verde este mult mai mare decât viteza cu care poți circula pe drumuri.

Răspuns

cometariu

Esența efectului Doppler este că, dacă o sursă de sunet se apropie sau se îndepărtează de observator, atunci frecvența sunetului emis de aceasta se schimbă din punctul de vedere al observatorului. De exemplu, sunetul motorului unei mașini care trece pe lângă el se schimbă. Este mai sus pe măsură ce se apropie de tine și devine brusc mai jos pe măsură ce zboară pe lângă tine și începe să se îndepărteze. Cu cât viteza sursei de sunet este mai mare, cu atât este mai mare schimbarea frecvenței.

Apropo, acest efect este valabil nu numai pentru sunet, ci și, să zicem, pentru lumină. Este doar mai evident pentru sunet - poate fi observat la viteze relativ mici. Lumina vizibilă are o frecvență atât de mare încât micile modificări datorate efectului Doppler sunt invizibile cu ochiul liber. Cu toate acestea, în unele cazuri, efectul Doppler ar trebui să fie luat în considerare chiar și în comunicațiile radio.

Dacă nu vă aprofundați în definiții stricte și nu încercați să explicați efectul, așa cum se spune, pe degete, atunci totul este destul de simplu. Sunetul (cum ar fi lumina sau un semnal radio) este o undă. Pentru claritate, să presupunem că frecvența undei recepționate depinde de cât de des primim „crestele” undei schematice (). Dacă sursa și receptorul sunt staționare (da, unul față de celălalt), atunci vom primi „cresturi” cu aceeași frecvență cu care le emite receptorul. Dacă sursa și receptorul încep să se apropie unul de celălalt, atunci vom începe să primim mai des, cu cât viteza de apropiere este mai mare - vitezele se vor aduna. Ca urmare, frecvența sunetului la receptor va fi mai mare. Dacă sursa începe să se îndepărteze de receptor, fiecare „crestă” următoare va dura ceva mai mult pentru a ajunge la receptor - vom începe să primim „cresturi” puțin mai rar decât le emite sursa. Frecvența sunetului la receptor va fi mai mică.

Această explicație este oarecum schematică, dar reflectă principiul general.

Pe scurt, modificarea frecvenței și lungimii de undă observate atunci când sursa și receptorul se mișcă unul față de celălalt. Asociat cu caracterul finit al vitezei de propagare a undelor. Dacă sursa și receptorul se apropie, frecvența crește (vârful undei este înregistrat mai des); îndepărtați unul de celălalt - frecvența scade (vârful undei este înregistrat mai rar). O ilustrare comună a efectului este sirena serviciilor speciale. Dacă o ambulanță se apropie de tine, sirena țipăie; când pleacă, bâzâie tare. Un caz separat este propagarea unei unde electromagnetice în vid - acolo se adaugă o componentă relativistă și efectul Doppler se manifestă și în cazul în care receptorul și sursa sunt nemișcate unul față de celălalt, ceea ce se explică prin proprietățile timpului. .

Voi încerca să răspund în cel mai simplu mod:
Imaginează-ți că stai nemișcat și în fiecare secundă lansezi un val (de exemplu, cu vocea), care se extinde radial de la tine cu o viteză de 100 m/s.

Cea mai comună aplicație a efectului Doppler este radarul Doppler (Fig. 2.4) - un dispozitiv de navigație radar bazat pe efectul Doppler - o modificare a frecvenței (sau a lungimii de undă) datorată mișcării unui obiect față de observator. Acest dispozitiv este folosit pentru a măsura diferența de frecvență dintre impulsul trimis și cel returnat. Pe baza acestei diferențe, se apreciază viteza de mișcare a obiectului din care s-a reflectat fasciculul radar. Valorile măsurate sunt afișate pe ecranul dispozitivului.

Dispozitivele portabile de măsurare a vitezei radar (1) sunt utilizate de agențiile de siguranță rutieră pentru a detecta încălcările de viteză în vehicule. Funcționarea dispozitivului se bazează pe efectul Doppler. Dispozitivul emite un fascicul de unde radio (2) de o frecvență cunoscută. Când valul întâlnește o mașină în mișcare (3), semnalul este reflectat și returnat (4) cu o frecvență modificată. Aparatul calculează diferența dintre frecvențele semnalelor inițiale și cele reflectate, iar pe baza acestei valori se determină viteza vehiculului. Radarele Doppler pot fi utilizate într-o varietate de domenii: pentru a determina viteza aeronavelor, a navelor, a mașinilor, a hidrometeorilor (de exemplu, norii), a curenților marini și râului și a altor obiecte.

Acest efect este utilizat pe scară largă în obstetrică, deoarece sunetele care provin din uter sunt ușor de înregistrat. La începutul sarcinii, sunetul circulă prin vezica urinară. Când uterul se umple cu lichid, începe să conducă sunetul în sine. Poziția placentei este determinată de sunetele sângelui care curge prin ea, iar după 9 - 10 săptămâni de la formarea fătului se aud bătăile inimii acestuia. Folosind aparate cu ultrasunete, numărul de embrioni sau se constată decesul fătului.

Același principiu este folosit pentru a diagnostica indicatorii de flux sanguin în aproape orice vas, ceea ce este foarte important pentru identificarea patologiilor care afectează sistemul cardiovascular și monitorizarea tratamentului acestuia. Când se studiază fluxul sanguin al unui pacient cu ajutorul ultrasunetelor, o schimbare a frecvenței semnalului cu ultrasunete este înregistrată atunci când acesta este reflectat de particulele de sânge în mișcare, cea mai mare parte dintre acestea fiind celule roșii din sânge.

Pentru înregistrarea efectului Doppler se utilizează ultrasunetele, trimise în direcția vasului examinat. Reflectând de la mișcarea celulelor roșii din sânge, ultrasunetele primite de dispozitiv își schimbă frecvența în consecință. Acest lucru face posibilă obținerea de informații despre viteza de mișcare a sângelui de-a lungul zonei studiate a patului vascular, direcția de mișcare a sângelui, volumul de masă sanguină care se mișcă la anumite viteze și, pe baza acestor parametri, să se fundamenteze o judecata despre perturbarea fluxului sanguin, starea peretelui vascular, prezența stenozei aterosclerotice sau blocarea vaselor de sânge, precum și evaluarea circulației colaterale.

Efectul Doppler este utilizat pentru a măsura debitul de lichide și gaze. Avantajul acestei metode este în esență că nu necesită plasarea senzorilor direct în flux. Viteza este determinată de împrăștierea undelor ultrasunete sau a radiațiilor optice (debitmetre optice) pe neomogenitățile mediului (particule de suspensie, picături de lichid care nu se amestecă cu fluxul principal, bule de gaz în lichid).

Folosind efectul Doppler, astronomii determină viteza radială (radială) de mișcare a stelelor, galaxiilor și altor corpuri cerești prin deplasarea liniilor spectrale. O modificare a lungimilor de undă ale vibrațiilor luminii duce la faptul că toate liniile spectrale din spectrul sursei sunt deplasate către unde lungi, dacă viteza radială a acesteia este îndreptată departe de observator (deplasare la roșu), și către cele scurte, dacă direcția vitezei radiale este - spre observator (deplasare la violet). Dacă viteza sursei este mică în comparație cu viteza luminii (~300.000 km/s), atunci în aproximarea non-relativistă viteza radială este egală cu viteza luminii înmulțită cu modificarea lungimii de undă a oricărei linii spectrale. și împărțit la lungimea de undă a aceleiași linii într-o sursă staționară.

Prin creșterea lățimii liniilor spectrale, se poate măsura temperatura fotosferei stelelor. Lărgirea liniilor cu creșterea temperaturii se datorează unei creșteri a vitezei mișcării termice haotice a atomilor emitenți sau absorbitori din gaz.

Ca o aplicare alternativă a efectului Doppler în viața de zi cu zi, vă sugerăm să îl folosiți pe mașini pe timp de noapte pentru a evita un accident de circulație pe o porțiune neluminată a drumului (Fig. 2.6). Sursa semnalului este în

zona barei de protecție față și o emite continuu. Când o persoană sau un animal apare pe drum, receptorul detectează un obstacol și avertizează șoferul de un posibil pericol. Dezavantajul acestei utilizări este că în timpul virajelor strânse semnalul nu va avea timp să ajungă la receptor și să avertizeze șoferul, dar, ca o astfel de soluție, este posibil să plasați senzori pe întreaga suprafață a mașinii la un anumit nivel.