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

14798. Ата мен ана – бала тәрбиесiнiң қамқоршысы, өнегесi 43 KB
  Ата мен ана бала тәрбиесiнiң қамқоршысы өнегесi. Қазақстан Республикасы Ата Заңының 27бап 2тармағында Балаларына қамқорлық жасау және оларды тәрбиелеу ата ананың табиғи құқығы әрi парызы делiнсе Қазақстан 2030 бағдарламасында Әкелер мен аналардың аталар ме...
14799. Білім мазмұны 63.5 KB
  Білім мазмұны Жоспары 1. Білім мазмұны түсінігі жəне оның мəні 2. Білім мазмұнын қалыптастыруға байланысты негізгі теориялар 3. Мемлекеттік білім стандарты 4. Оқу жоспарлары бағдарламалары жəне оқу құралдары 1. Білім мазмұны түсінігі жəне оның мəні Табысты...
14800. БІЛІМ НЕГІЗІ – БАСТАУЫШ МЕКТЕП 234 KB
  БІЛІМ НЕГІЗІ БАСТАУЫШ МЕКТЕП Егеменді еліміздің өсіп келе жатқан ұрпағын ойлы да іскер жігерлі де батыл өзінеөзі сенімді интеллектуалдық деңгейі биік дүниетанымы дұрыс қалыптасқан азамат етіп тәрбиелеуде мектептің алатын орны айрықша. Мектеп қазірг...
14801. Білім басқарудың мемлекеттік – қоғамдық жүйелері 52.5 KB
  Білім басқарудың мемлекеттік қоғамдық жүйелері Жоспары: 1. Педагогикалық жүйелерді басқарудың ерекшеліктері 2. Педагогикалық жүйелерді басқарудың негізгі принциптері 1. Педагогикалық жүйелерді басқарудың ерекшеліктері Қазіргі заман жағдайында жалпы білім...
14802. Білім мəні мен маңызы 81.5 KB
  Білім мəні мен маңызы Жоспары 1. Білім жалпыадамзаттық құбылыс 2. Білім əлеуметтік қажеттілік 3. Білімнің жүйелілігі 4. Білімпедагогикалық процесс 5. Қазіргі заман білім жүйесін реформалаудың негізгі бағыттары 4.1. Білім жалпыадамзаттық құбылыс Қаншалы...
14803. ДYНИЕНI ДYБIРЛЕТКЕН ТYРКIЛЕРДIҢ ДЕНЕ ТӘРБИЕСI 48 KB
  ДYНИЕНI ДYБIРЛЕТКЕН ТYРКIЛЕРДIҢ ДЕНЕ ТӘРБИЕСI Қолына олимпиялық алауды ұстаған халық оның жалынын әрi қарай шалқыта түсуге тиiс Пьер де Кубертен қазiргi олимпиялық ойындардың негiзiн салушы Бiздер қазiргi кезде мекендеп ғұмыр кешiп отырған Қазақстан Республикасының аум
14804. Тəрбие құралы – əлеуметтік орта 67.5 KB
  Тəрбие құралы əлеуметтік орта Жоспары 1. Отбасы педагогикалық қатынас субъекті 2. Мектеп ұжымы 3. Балалар жəне жасөспірімдер бірлестіктері 1. Отбасы педагогикалық қатынас субъекті Отбасы мектеп пен мектепке дейінгі тəрбие мекемелері балалар жəне жасө
14805. Көне дүниедегі мектеп және тәрбие 78 KB
  Көне дүниедегі мектеп және тәрбие. Ертедегі Шығыстың өркениеті жағдайындағы тәрбие және оқыту. Ертедегі Грециядағы тәрбие жүйесі. Ертедегі Грецияда педагогикалық теорияның пайда болуы. Ертедегі Римде тәрбие мен педагогикалық ойпікірдің дамуы. ...
14806. Көне Түркі жазба ескерткіштеріндегі және 58.5 KB
  Көне Түркі жазба ескерткіштеріндегі және Қорқыт ата кітабындағы халықтық педагогика Жазба ескерткіштер. Тәрбиенің мәңгілігі қажетгілігі қасиетгілігі жайлы ой түркі жазбасының ертедегі ескерткіштерімен дөледденеді. Бұл түрғыда ерекше қызығушылық түғазатын