Ефект Доплера

Існує ще одне явище, характерне для всіх хвиль і має велике практичне значення. Це явище називають ефектом Доплера (рис. 87) на честь предсказавшего його в 1842 р австрійського фізика Крістіана Доплера (1803-1853), який вивчав рух тіл – джерел звуку або світла.
Згадайте, коли проноситься повз вас поїзд чи машина з сиреною досягають найближчій до вас точки, а потім починають віддалятися, ви чуєте, як висота видаваного ними звуку різко знижується. Це відбувається тому, що від джерела звуку у вашому напрямку рухаються звукові хвилі. Коли видає звук предмет наближається до вас, кожна наступна хвиля виникає в ближчій до вас точці, ніж попередня. Тому вона досягає ваших вух трохи раніше, ніж якби джерело звуку був відносно вас нерухомий. Хвилі як би стискаються, набуваючи більш високу частоту, ніж спочатку видаваний звук. І навпаки, коли поїзд чи автомашина віддаляються від вас, кожна наступна хвиля запізнюється по відношенню до попередньої і сприймається слухом звукова хвиля знижує свою частоту, в результаті звук сприймається як більш низький.
Ефект Доплера залишається справедливим і для електромагнітних хвиль. Зокрема, він використовується в радарних пристроях, що застосовуються співробітниками інспекції дорожнього руху для визначення швидкості автомобілів. Пістолет-радар випромінює сигнал в області ультракоротких радіохвиль, який відбивається від металевого кузова машини і надходить назад на радар, але вже з доплерівським зміною частоти. Знаючи різницю між частотою, випущеної радаром, і частотою, їм прийнятою, прилад точно визначає швидкість автомобіля і показує її на екрані.
Доплером було показано, що при наближенні джерела світла до спостерігача частота світлових коливань представляється йому більше, ніж при нерухомому джерелі, т. Е. Колір випромінювання зміщується в бік ультрафіолету. Якщо ж джерело віддаляється від спостерігача, то колір зміщується в червону сторону спектра. Надалі методи, засновані на ефекті Доплера, стали широко застосовуватися в астрофізиці для вивчення руху зірок. Цей ефект є причиною червоного зсуву, за допомогою якого було встановлено, що Всесвіт розширюється і галактики розбігаються. Відкриття червоного зсуву принципово змінило погляди на походження та еволюцію Всесвіту, про що буде розказано в подальшому.
Перевірте свої знання
1. Які процеси можуть відбуватися в результаті інтерференції?
2. Як називається явище огинання перешкод распространяющимися хвилями?
3. На підставі якого явища Франческо Грімальді в XVII в. припустив, що світло має хвильовими властивостями?
4. У чому проявляється ефект Доплера?

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Сутність часу