Doppler hatás

A Doppler-effektus egyike a figyelemre méltó felfedezéseknek a hullámjelenségek tulajdonságainak tanulmányozásában. Univerzális jellegét az a tény határozza meg, hogy ma ennek a hatásnak köszönhetően a legkülönbözőbb eszközök több ezer ezer dolgozik az emberi tevékenység különböző területein. A feltaláló után később nevezett jelenséget az osztrák fizikus Christian Doppler fedezte fel a XIX. Század közepén. A Doppler mérte a mozgó és álló forrásból érkező hullámok tulajdonságait.

Ha a Doppler-hatást a legegyszerűbb formában vesszük figyelembe, akkor meg kell jegyeznünk, hogy ez a fizikai jelenség leírja a jelfrekvencia változását a jel forrása mozgásának mennyiségétől függően a vevőtől, amelyik megkapja. Például egy forrásból származó, és bizonyos rögzített frekvenciájú hullámot a vevõ már egy másik frekvencián fog fogadni, ha az átvitel során a forrás és a vevõ megváltoztatta a helyüket egymáshoz viszonyítva, vagyis elmozdultak. Ugyanakkor a frekvencia index növekszik vagy csökken, attól függően, hogy melyik irányba mozog a forrás a vevõhöz képest. Figyelembe véve a Doppler-effektust, egyértelműen kijelenthető, hogy ha a vevőt eltávolítják a forrásból, akkor csökken a hullám frekvenciája. Ha a vevő megközelíti a hullám sugárzás forrását, akkor a hullám frekvenciájának jelzője nő. Ennek megfelelően e szabályszerűségekből következik, hogy ha a hullám forrása és vevője nem változtatja meg a helyét a folyosón, akkor a hullám frekvenciája ugyanaz marad.

Fontos egy újabb záradék, amely a Doppler hatását jellemzi. Ez a tulajdonság bizonyos mértékig ellentmond a relativitáselmélet törvényeinek . A lényeg az, hogy a frekvenciaváltozás értékét nem csak a sugárzás és a sugárforrás mozgása mozogja vagy sem, hanem az is, hogy mi mozog. A mérések azt mutatják, hogy a mozgó mozgás által meghatározott frekvencia-eltolódás annál nagyobb, minél kisebb a vevő sebességének eltérése és a hullám sebességétől való elmozdulás. Valójában azokban az esetekben, amikor a Doppler-effektus megnyilvánulása van, nincs ellentmondás a relativitás elméletével, mert itt nem a vevő és a forrása viszonylagos mozgása, hanem a hullám természete a rugalmas médiumban, amelyben mozog.

A Doppler-effektus e tulajdonságai az akusztikus hullámok és az elektromágneses hullámok tekintetében is mutatnak, kivéve, hogy elektromágneses hullámok esetén a frekvenciaeltolódási jelenségek nem függenek attól, hogy a forrás vagy a vevő mozgásban van-e.

Mivel ez a meglehetősen absztrakt hatás megmutatkozik, mégis nagyon könnyű látni. Például az akusztika Doppler-hatása látható, pontosabban - hallható, abban az időben, amikor a forgalmi dugóban állva hallja a sziréna jelét, amely egy különleges járműben halad. Biztosan mindenki észrevette, hogy ha egy ilyen autó közeledik - a sziréna hangja egyféleképpen hangzik, magas, és amikor egy ilyen autó áthalad - a sziréna hangja alacsonyabb. Ez csak megerősíti az akusztikus jel frekvenciájának változását.

A Doppler frekvencia óriási szerepet játszik a radarban, utalva az elektromágneses hullámokra. E hatás alapján az emberi tevékenység legkülönbözőbb területein mozgó tárgyak észlelésére szolgáló minden radarállomás és más eszköz működik.

Tulajdonságait orvosi technikában alkalmazzák a véráramlás meghatározására, ezért a Doppler echokardiográfiával is ismert eljárás ismert. A Doppler-effektus alapján a tengeralattjáró hajók navigációs támogató eszközei készültek, felhasználásával a meteorológusok mérik a szél erősségét és a felhőtömeg mozgásának sebességét.

Még a csillagászati méretei is a Doppler-effektust használják. Így a különféle csillagászati tárgyak spektrumának elmozdulása tekintetében meghatározzák a tér mozgásának sebességét, különösen, hogy e hatás alapján az univerzum kiterjesztésére vonatkozó hipotézist terjesztették elő.