Доплера эффект это:

Доплера эффект
        изменение частоты колебаний или длины волн, воспринимаемых наблюдателем (приёмником колебаний), вследствие движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Д. э. имеет место при любом волновом процессе распространения энергии. Основная причина Д. э. — изменение числа волн, укладывающихся на пути распространения между источником и приёмником. При сохранении длины волн, испускаемых источником, это приводит к изменению числа волн, достигающих приёмника в каждую секунду, т.е. к изменению частоты принимаемых колебаний.
         Для упругих волн (звуковых, сейсмических) и в общем случае для электромагнитных волн (света, радиоволн) изменение частоты зависит от скорости и направления движения источника и наблюдателя относительно среды, в которой распространяется волна. Особый случай составляет распространение электромагнитных волн в свободном пространстве (Вакууме). В этом случае изменение частоты определяется только скоростью и направлением движения источника и наблюдателя относительно друг друга, что является следствием принципа относительности Эйнштейна (см. Относительности теория).
         Д. э. для звуковых волн может наблюдаться непосредственно. Он проявляется в повышении тона звука, когда источник звука и наблюдатель сближаются (за 1 сек наблюдатель воспринимает большее число волн), и соответственно в понижении тона звука, когда они удаляются.
         Рассмотрим Д. э. для монохроматических электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве. Если источник неподвижен относительно наблюдателя, то в системе отсчёта, связанной с наблюдателем, волна имеет ту же длину λ0 = c0, что в системе источника (с — скорость света в вакууме, ν0 — частота излучаемых колебаний). Если источник равномерно движется относительно наблюдателя со скоростью v, направленной под углом α к наблюдаемому лучу, то в системе наблюдателя длина волны изменится. Вдоль наблюдаемого луча изменение длины волны равно приращению расстояния за время 1/ν0’ (за период излучаемого колебания):
        
        В формуле (1) λ — длина принимаемой волны, λ'0 — длина испускаемой волны, β= v/c. Множитель
        
        учитывает замедление времени в системе движущегося источника, в результате которого измеренное значение частоты ν'0 одного и того же колебания в системе наблюдателя оказывается ниже, чем в системе источника ν0 (в этом сказывается различие течения времени в системах движущегося источника и наблюдателя — эффект специальной теории относительности).
         Уравнение (1) позволяет найти частоту колебаний, воспринимаемых наблюдателем,
         При движении источника к наблюдателю (α = 0, cos α = 1) или от наблюдателя (α = π, cos α = -1) имеет место продольный Д. э.:
         При движении источника к наблюдателю (α = 0, cos α = 1) или от наблюдателя (α = π, cos α = -1) имеет место продольный Д. э.:
         При сближении источника и наблюдателя частота ν принимаемых колебаний возрастает, при удалении — убывает. Продольный Д. э. даёт максимально возможное изменение частоты при данной скорости.
         При сближении источника и наблюдателя частота ν принимаемых колебаний возрастает, при удалении — убывает. Продольный Д. э. даёт максимально возможное изменение частоты при данной скорости.
         Если источник движется вокруг наблюдателя по окружности [в формуле (2) α = ±π/2, cos α = 0], то и в этом случае воспринимаемая частота отличается от излучаемой
        
        хотя число длин волн, укладывающихся на пути распространения, остаётся неизменным. Формула (4) определяет поперечный Д. э., обусловленный разным ходом времени в системах источника и наблюдателя. Поперечный Д. э. является эффектом второго порядка малости относительно v/c и наблюдать его значительно труднее, чем продольный. В случае сравнения частот в одной системе отсчёта, как, например, при радиолокации, поперечный Д. э. отсутствует.
         В тех случаях, когда показатель преломления n среды, в которой движется источник, отличается от 1 и зависит от частоты, значение воспринимаемой частоты соответствует решению уравнения
        
        где n (ν) — показатель преломления, зависящий от частоты ν. В области частот, где эта зависимость выражена очень резко (см. Дисперсия волн), уравнение (5) может иметь несколько решений (сложный Д. э.).
         В среде с изменяющимся во времени показателем преломления Д. э. возникает и при неподвижных друг относительно друга источнике и приёмнике. Подобное явление может иметь место при космической связи, когда радиолуч проходит через ионосферу (См. Ионосфера) Земли с переменным показателем преломления.
         Понятие Д. э. обобщается и на изменение частоты электромагнитного излучения в гравитационном поле (эффект теории тяготения Эйнштейна). Например, некоторая линия солнечного спектра с частотой ν0 будет наблюдаться на Земле как линия с частотой
        
        где φ1 и φ2 — гравитационные потенциалы (См. Гравитационный потенциал) Солнца и Земли (φ1 и φ2 < 0). При наблюдении на Земле излучения Солнца и звёзд линии смещаются под действием гравитации в область более низких частот, т.к. |φ1| > |φ2|.
         Д. э. назван в честь австрийского физика К. Доплера, обосновавшего теоретически (1842) этот эффект в акустике и оптике. Русский физик В. А. Михельсон распространил его на случай среды с переменными параметрами (1899). Существование поперечного Д. э. было экспериментально подтверждено американскими физиками Г. Айвсом и Д. Стилуэллом (1938).
         С момента открытия Д. э. используется для определения лучевых скоростей (См. Лучевая скорость) звёзд и вращения небесных тел. Изучение доплеровского смещения линий в спектрах удалённых галактик привело к представлению о расширении Метагалактики (см. Красное смещение, Космология). По доплеровскому уширению спектральных линий в оптическом и радиодиапазонах методами спектроскопии (См. Спектроскопия) определяются тепловые скорости атомов и ионов в звёздных атмосферах и межзвёздном газе, изучается структура внегалактических радиоисточников. В радиолокации и гидролокации Д. э. служит для определения скорости движения цели. Д. э. используется также в космической навигации. В радиолокационной астрономии с помощью Д. э. разделяют отражения от участков поверхности небесного тела с различными лучевыми скоростями.
         Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, М., 1967 (Теоретическая физика, т. 2); Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Франк И. М., Эффект Доплера в преломляющей среде, «Изв. АН СССР. Серия физическая», 1942, №1—2; Сколник М., Введение в технику радиолокационных систем, пер. с англ., М., 1965.
         О. Н. Ржига.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Доплера эффект" в других словарях:

  • ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ — изменение частоты колебаний w или длины волны l, воспринимаемой наблюдателем, при движении источника колебаний и наблюдателя относительно друг друга. Возникновение Д. э. проще всего объяснить на след. примере. Пусть неподвижный источник испускает …   Физическая энциклопедия

  • Доплера эффект — Доплера эффект: а оба наблюдателя на тротуаре слышат звук сирены стоящей на месте пожарной машины на одной и той же частоте; б наблюдатель, к которому приближается пожарная машина слышит звук более высокой частоты, а наблюдатель, от которого… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ — изменение длины волны ? (или частоты), наблюдаемое при движении источника волн относительно их приемника. Характерен для любых волн (свет, звук и т. д.). При приближении источника к приемнику ? уменьшается, а при удалении растет на величину ? ?о …   Большой Энциклопедический словарь

  • ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ — изменение длины (или частоты) волн (звуковых, электромагнитных), наблюдаемое при движении источника волн относительно их приёмника. При приближении источника к приёмнику (наблюдателю) длина волны уменьшается, при удалении растёт. Изменение длины… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Доплера эффект — Источник волн перемещается налево. Тогда слева частота волн становится выше (больше), а справа ниже (меньше). Эффект Доплера изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника.… …   Википедия

  • Доплера эффект — изменение длины волны λ (или частоты колебаний), воспринимаемой наблюдателем, при движении источника волн и наблюдателя относительно друг друга. При приближении источника к наблюдателю λ уменьшается, а при удалении растёт на величину… …   Энциклопедический словарь

  • ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ — изменение воспринимаемой частоты колебаний, обусловленное движением источника или приемника волн либо и того и другого; впервые теоретически обоснован в 1842 К. Доплером (1803 1853). Данный эффект особенно заметен в случае звуковых волн, примером …   Энциклопедия Кольера

  • ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ — изменение воспринимаемой частоты колебаний в зависимости от скорости движения источника колебаний и наблюдателя относительно друг друга. При сближении источника и наблюдателя частота повышается, при удалении понижается. Д. э. возникает при… …   Математическая энциклопедия

  • ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ — [по имени австр. физика и астронома К. Доплера (Ch. Doppler; 1803 53)] изменение частоты волн (звуковых, электромагнитных), регистрируемой наблюдателем, в зависимости от направления и значения скорости относит. движения наблюдателя и источника… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ — изменение длины волны Л, (или частоты колебаний), воспринимаемой наблюдателем, при движении источника волн (звуковых, световых) и наблюдателя относительно друг друга. При приближении источника к наблюдателю Л, уменьшается, а при удалении растёт… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

Книги

Другие книги по запросу «Доплера эффект» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»