22628

Явище Доплера в оптиці і в акустиці

Доклад

Физика

Акустичні хвилі розповсюджуються в середовищі газі всередині якого можуть рухатись джерело і приймаючий пристрійтак що потрібно розглядати не тільки їх рух відносно одинодного а й по відношенню до середовища. Швидкість хвилі в середовищі С=const не залежить від руху джерела. Отже хвилі що вийшли за час τ=t2t1 дійдуть до пристрію протягом часу Θ=Θ2Θ1=τ1V с. Вона рівна: у випадку віддалення від джерела у випадку наближення до джерела Так як швидкість хвилі в середовищі визначається властивостями хвилі тобто не залежить від руху...

Украинкский

2013-08-04

50.5 KB

0 чел.

37. Явище Доплера в оптиці і в акустиці.

Явище доплера- залежність частоти джерела від зміни відстані між джерелом та приймаючим пристроєм. Частота стає більшою при наближенні джерела до приймаючого пристроя , та стає меншою при віддаленні від нього.

                         Акустика.

Акустичні хвилі розповсюджуються в середовищі (газі), всередині якого можуть рухатись джерело і приймаючий пристрій,так що потрібно розглядати не тільки їх рух відносно один-одного, а й по відношенню до середовища.

Розглянемо випадки:

а) рух джерела;

б) рух приймача.

а) Джерело рухається відносно середовища зі швидкістю v. Швидкість хвилі в середовищі С=const, не залежить від руху джерела.

Нехай приймач знах. в точці В, джерело (S1) рух. Зі швидкістю V вздовж S1 В. Хвиля,

яка вийшла в момент часу t1 , коли джерело знаходилось на відстані S1B = a, від приймача, дойде до останнього к моменту: Θ1 = t1+a/c, хвиля що вийшла в момент t2=t1+τ, дойде до приймача в момент Θ2=t2+(а± Vτ)/c; оскільки відстань між джерелом і приймачем буде (а+) або (а- Vτ) в залежності від напрямку руху. Отже хвилі що вийшли за час τ=t2-t1, дійдуть до пристрію протягом часу Θ=Θ21=τ(1±V/с). Якщо ν0-частота джерела, то за час τ їм буде випущено N=ν0τ хвиль та частота, що приймається пристроєм є ν=N/Θ. Вона рівна:

- у випадку віддалення від джерела

- у випадку наближення до джерела

Так як швидкість хвилі в середовищі визначається властивостями хвилі, тобто не залежить від руху джерела і залишається рівною с, то обов`язково повинна бути зміна довжини хвилі. Якщо λ0-довжина хвилі, коли джерело не рухається, λ-довжина хвилі, коли джерело рухається, тоді:

. Отже при русі джерела в середовищі швидкість хвилі відносно пристрою,який знаходиться в цьому середовищі, залишається постійною, а частота і довжина хвилі змінюються.

б) Приймач рухається відносно середовища із швидкістю V , швидкість хвилі в середовищі = с. Аналогічно отримано Θ1 = t1+a/(c± V) , Θ2=t2+(а± Vτ)/(c± V), тому що зближення між хвилею і пристроєм відбувається із швидкістю (c±V) (швидкість хвилі відносно пристрою). Отже: Θ= τ(1±V/(c±V)), тоді частота, що приймається пристроєм, буде рівна:

- у випадку віддалення пристроя

-у випадку наближення

При русі приймача швидкість хвилі відносно нього складається з швидкості хвилі відносно середовища і швидкості пристрою відносно середовища, тобто рівна: (c±V)=с(1± V). Довжина хвилі, що приймається пристроєм не змінюється. Дійсно: Отже , у випадку руху приймача частота та швидкість хвилі відносно пристрою змінюється але довжина хвилі залишається незмінною.

Якщо враховувати, що напрямок спостереження складає кут φ з напрямком руху, тоді: -у випадку руху джерела

- у випадку руху приймача

Отже у випадку руху в середовищі ми маємо 2- ф-ли., які відрізняються на множник - 2-й порядок малості відносно V.(інколи може бути суттєвим).

Отже, якщо приймач рухається відносно середовища з швидкістю V , а джерело – u, тоді при u= V- явище Доплера немає місця. Якщо , то явищє Доплера відбувається, причому зміна частоти залежить не від різниці u-V, а від самих величин u і V. Тому в даному випадку це явище дозволяє визначити не тільки швидкість джерела відносно пристроя, но і швидкість джерела і пристрою відносно середовища.

                                    Оптика

Світові хвилі можуть розповсюджуватись в просторі, який нічим не заповнений (вакуум). Дослід Майкельсона довів, що в оптиці розповсюдження світових хвиль в нерухомому ефірі не має місця. Тобто всі процеси проходять таким чином, що є лише відносний рух приймача і джерела по відношенню один до одного, а поняття абсолютного руху(рух відносно середовища) не має змісту (принцип відносності). Отже ми будемо мати одну загальну формулу для явища Доплера, інакше ми б суперечили принципу відносності.

Для обох випадків, які ми розглядали в акустиці будемо мати:

Завдяки явищу Доплера були відкриті подвійні зірки, в астрофізиці оцінюють швидкість виверження водневих мас. Було констатовано зміщення водневих смуг в спектрах таких зірок, як Вега та Сиріус.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25527. Характеристика репродуктивного здоровья молодежи. Факторы, влияющие на его состояние 24.98 KB
  Поскольку желание мужчин при выборе методов контрацепции учитывают большинство женщин интересно исследование характера и особенностей контрацептивного поведения и информированности по этим вопросам юношейподростков и мужчин возраст 1545 лет – городских жителей проведенное в ряде территорий Российской Федерации . Несмотря на то что большинство опрошенных мужчин 815 знают о противозачаточных средствах 806 назвали презерватив 599 – ВМС 496 – гормональную контрацепцию 436 мужчин вообще не обсуждают 512 не...
25528. Репродуктивные установки и репродуктивное поведение молодежи и молодых семей 19.21 KB
  Браки и половая жизнь до вступления в брак В большинстве регионов мира средний возраст вступления в брак повышается и в настоящее время в подростковом возрасте в мире заключается браков меньше чем 10 лет назад. Рискованное поведение подростков В период взросления подростки часто оказываются в ситуациях риска. В тех случаях когда в результате раздоров в семье социальных изменений гражданских беспорядков или войн нарушены семейные связи или системы социального обеспечения положение подростков становится еще хуже. Опасность для...
25529. Роль членов семьи (матери, отца, бабушек, дедушек) в воспитании ребенка 16.31 KB
  Поэтому феномен матери всегда был есть и будет актуальным. Безусловная любовь матери дает ребенку: чувство защищенности; безопасность; убежище преображает опасный и незнакомый мир в нормальную сферу обитания; говорит о его важности и желанности в жизни; дает прочное ощущение надежности; питает не только физической но и душевной пищей; дарит способность доверять людям миру себе; вкладывает чувство принадлежности к роду нации устанавливает границы личностного пространства что позволяет ребенку брать ответственность на...
25530. Влияние ситуации развода на ребенка 15.78 KB
  Влияние ситуации развода на ребенка. Тащева на усугубление переживаний ребенка влияют следующие обстоятельства: предшествующие разводу ссоры родителей и неизбежное ухудшение обращения с ребенком в этой ситуации; ощущение ребенком эмоционального отсутствия ушедшего родителя восприятие его ухода как обесценивания самого ребенка; изменение интенсивности общения с оставшимся родителем; возможные ухудшения отношения ребенка со сверстниками. Бывшие супруги могут настраивать ребенка друг против друга внося еще больший психологический дискомфорт в...
25531. СИМПАТИЯ 18.58 KB
  Иногда как следствие избирательной положительной реакции на привлекательную внешность поведение черты характера другого человека аттракция. На первых этапах общения заметнее всего будет воздействие наиболее открытых для наблюдения характеристик человека не требующих для своего опознания скольконибудь длительного времени таких как социальнодемографическая принадлежность социальный статус и т. Но следует отметить что единого эталона красоты нет представления о красоте человека многообразны тем более для людей разных культур.
25533. Стадии создания и развития молодой семьи 10.21 KB
  Один мол чел отдел от родит. Поиск компромисса когда молодожены устанавливают правила совместн жизни проходят период адаптации привыкают к новым ролям 3 триады. Есть также альтерн периодизация раз мол семьи в основе кот лежат содержательные аспекты межличн интимных отнош 1 этап взаимного интереса 2 этап пробы когда личн контакты становятся более глубокими и постоянными.
25534. Сущность, цель, принципы, направления семейной политики в РФ 16.92 KB
  В конце прошлого века в российской социологической литературе достаточно четко обозначились 2 концептуальных подхода интерпретирующие семейные отношения и необходимость воздействия на них в рамках семейной политики. Отсюда следовала цель семейной политики: укрепление семьи как социального института. Разнообразие подходов к раскрытию сущности и целей семейной политики привели к ее пониманию как комплексной и межотраслевой.
25535. Типологии любви 13.82 KB
  романтическая любовь в которой оба члена пары обладают и статусом и поскольку каждый из них может наказать другого лишив его проявлений своей любви властью по отношению к партнеру; 2. харизматическая любовь в которой один партнер обладает и статусом и властью другой только статусом. измена один партнер обладает и властью и статусом другой только властью. влюбленность один из партнеров обладает и власть и статусом другой не пользуется ни тем ни другим.