Ефект доплера і його застосування

Ефектом Доплера називають певне фізичне явище, що характеризує зміну довжини і частоти хвиль, які реєструються приймачем за умови, що джерело хвиль і їх приймач рухаються відносно один одного. Ефект Доплера ефект доплера спостерігається при поширенні саме хвильових явищ - світла, звуку, радіохвиль і так далі, але не частинок, що мають масу. Цю залежність першим теоретично обґрунтував австрійський фізик Крістіан Доплер в 1842 році. На честь нього вона, власне, і була названа. Десятиліттям пізніше ефект був більш детально розроблений в працях француза Армана Физо, а на практиці перевірений вже на початку XX століття.

Ефект Доплера в акустиці




Швидкість світла становить 300 000 км в секунду, що, за уявленнями сучасної науки, є максимальною швидкістю в природі взагалі. Це утрудняє спостереження зміни частоти хвиль світла неозброєним поглядом. Однак ефект Доплера можна спостерігати не лише на прикладі поширення фотонів або електромагнітних хвиль. Йому підпорядковані і звукові коливання. Зазвичай для популярного пояснення використовується приклад сирени автомобіля. Уявіть, що ви стоїте на узбіччі дороги, до вас наближається автомобіль з включеною сиреною. Коли він знаходиться ще далеко від вас, звук сирени буде здаватися низьким і глухим. Але в міру наближення частота Доплера (видаваних хвиль) буде підвищуватися (тобто, буквально, відстань між гребенями хвилі буде скорочуватися), і ви будете чути все більш високий тон звуку. Однак коли автомобіль мине вас і знову стане частота доплеравіддалятися, відповідно, частота звуку знову стане знижуватися. Це відбувається через те, що видаваний звук спершу як би «догоняєтся» автомобілем, що робить відстань між гребенями (западинами) хвилі все вище, а потім, навпаки, «тікає» від нього, і хвиля «розгладжується». Це і є ефект Доплера в нашому повсякденному житті.

Значення закономірності



Ефект Доплера є зовсім не сухим науковим фактом, відомим ученим. Так, наприклад, він широко використовується в деяких сучасних радарах, заснованих на вимірюванні частоти поширення хвиль. Зміна цієї частоти говорить про швидкість об'єкта і її зміні. Так визначається швидкість автомобілів службами ГИБДД, літаків, кораблів, течій води в річках і морях і так далі. Охоронні сигналізації, що реагують на рух у приміщенні, також використовують ефект Доплера.



Відкриття Хаббла

Проте, мабуть, найбільш значущим відкриттям, зробленим завдяки знанням цієї залежності, став так званий закон Хаббла. У 1929 році американський астроном Едвін Хаббл, спостерігаючи зоряне небо в свій телескоп, виявив дивовижну ефект доплера в акустиціріч. Далекі галактики були оповиті червоною серпанком. Так зване червоне зміщення, передбачене ще в 1912-1914 роках іншим американцем, вести Слайфером, означало, що ці галактики буквально віддаляються від нашої. Спектр хвиль нашого видимого світла вкладається в проміжок між 380 і 780 нм. Все, що нижче, називають ультрафіолетовим випромінюванням, вище - інфрачервоним. Зсув що доходить до нас світла галактики в червону сторону говорить про збільшення частоти і, таким чином, аналогічно звуку, про її віддаленні. Будь це зміщення синім, галактики б наближалися. Але, що цікаво, Едвін Хаббл розгорнув свій телескоп на інші точки Всесвіту і виявив, що майже всі галактики віддаляються і від нашої, і один від одного, більше того, чим далі знаходиться в даний момент галактика, тим сильніше червоний зсув, тобто швидкість її видалення збільшується. Це істотно сприяло становленню в науковому світі найпопулярнішою на сьогоднішній день теорії про походження нашого світу: теорії Великого вибуху.



Оцініть, будь ласка статтю
Всього голосів: 31

Увага, тільки СЬОГОДНІ!