Efectul Doppler în acustică (vezi. § 159), datorită faptului că frecvența oscilațiilor detectate de către receptor, determină viteza sursei de oscilație și receptor în raport cu mediul în care propagarea sunetului va. Efectul Doppler este observat, de asemenea, atunci când sursa și receptorul de undă electromagnetică se deplasează unul față de celălalt. Deoarece purtător special de servire medie a undelor electromagnetice nu există, atunci frecvența undelor luminoase detectate de către receptor (observator) este determinată numai de viteza relativă a sursei și receptor (observator). Regularitățile efectului Doppler pentru undele electromagnetice sunt stabilite pe baza teoriei speciale a relativității.
Conform acestui principiu (a se vedea. § 35), ecuația de undă a luminii în toate sistemele de referință inerțiale deopotrivă în formă. Folosind transformarea Lorentz (a se vedea. § 36), putem obține un val ecuație trimisă de către sursa către receptor într-un alt sistem de referință inerțial, și în consecință și asociază frecvența undelor luminoase emise de sursa (v0), și percepută de către receptor (v). Teoria relativității conduce la următoarea formulă care descrie efectul Doppler pentru undele electromagnetice în vid:
în cazul în care v - rata a sursei de lumină în raport cu receptorul, c - viteza luminii în vid, b = v / c, unghiul q- între vectorul viteza v și direcția de observare, măsurat în sistemul de referință asociat cu observatorul. Rezultă din (188.1) că pentru q = 0
Formula (188.2) definește așa-numitul efect Doppler longitudinal, observat atunci când receptorul se mișcă de-a lungul liniei care o leagă de sursă. La viteze relativ mici v (v # 8810; c), extinderea (188.2) într-o serie în puterile lui b și neglijarea unui termen de ordin b 2, obținem
În consecință, atunci când sursa și receptorul sunt îndepărtate unul de altul (la viteza lor relativă pozitivă), o deplasare către o regiune cu lungime de undă mai lungă (v Dacă q = p / 2, expresia (188.1) ia forma Formula (188.4) definește așa-numitul efect Doppler transversal, observat atunci când receptorul se mișcă perpendicular pe linia care îl conectează la sursă. Din expresia (188,4), care traversează efectul Doppler depinde de b 2, m. F. Pentru mici byavlyaetsya efect de ordinul doi în comparație cu un efect longitudinal, depinde de b (a se vedea. (188,3)). De aceea, detectarea efectului transversal Doppler este asociată cu mari dificultăți. Efectul transversal, deși mult mai mic decât cel longitudinal, are o importanță fundamentală, deoarece nu este observat în acustică (pentru v # 8810; cus (188.4) rezultă că v = v0!), și este, prin urmare, un efect relativist. Aceasta este asociată cu încetinirea timpului observatorului în mișcare. Detectarea experimentală a efectului Doppler transversal a fost o altă confirmare a valabilității teoriei relativității; A fost descoperită în 1938 în experimentele fizicianului american G. Ives. Efectul Doppler longitudinal a fost descoperit în 1900 în laboratorul rus Belopol'skii astrofizician AA (1854-1934) și repetate în 1907, fizician rus BB Golitsyn (1862-1919). Efectul Doppler longitudinal este utilizat în studiul de atomi, molecule, precum și corpurile de spațiu, deoarece deplasarea frecvenței de oscilație a luminii, care apare ca o prejudecată sau largire a liniilor spectrale este determinată de caracterul sau mișcarea particulelor care emit corpurile emit. Efectul Doppler a devenit larg răspândit în radiotehnică și radar, de exemplu în măsurătorile radar ale distanțelor față de obiectele în mișcare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: