Denov tadbirkorlik va pedagogika instituti tadbirkorlik va boshqaruv fakulteti

Dopler effekti manba harakati
Doppler effekti Doppler effekti (yoki Doppler siljishi), toʻlqin manbayi bilan oʻzaro nisbiy harakatlanayotgan kuzatuvchiga nisbatan toʻlqin chastotasi yoki toʻlqin uzunligining oʻzgarish hodisasi. Bu hodisani 1842-yilda avstriyalik fizik olim Christian Doppler tasvirlab bergan, va uning sharafiga bu hodisa "Doppler effekti" (Doppler taʼsiri) nomi bilan fanga kiritilgan. Dopller siljishiga oddiy misol, harakatlanayotgan transport vositasining kuzatuvchi (odam)ga yaqinlashganda va uzoqlashganda undan chiqadigan tovushning o'zgarishini keltirish mumkin. Chiqarilgan chastota bilan taqqoslaganda, qabul qilinadigan chastota yaqinlashganda yuqori bo'ladi, o'tish vaqtida bir xil bo'ladi va turg'unlik paytida past bo'ladi.[1] Dopler effektining yuzaga kelish sababi shundaki, to'lqinlar manbai kuzatuvchiga qarab harakatlanayotganda, har bir ketmaket to'lqin kresti oldingi to'lqinning zarbasidan ko'ra kuzatuvchiga yaqinroq joyda chiqariladi. Shuning uchun har bir to'lqin oldingi to'lqinga Manba harakati natijasida to'lqin uzunligining o'zgarishi. Dopler effekti avtoulov dvigateli yoki sirenning ohangdorligi pasayganidan ko'ra balandroq ovoz chiqarishini ko'rsatadigan animatsiya. Pushti doiralar tovush to'lqinlarini anglatadi. qaraganda kuzatuvchiga yetishi uchun nisbatan kamroq vaqt talab etadi. Shunday qilib, kuzatuvchiga ketma- ket to'lqin krestlari kelishi vaqti kamayadi va bu chastotani ko'payishiga olib keladi. Ular tarqalishi jarayonida ketma-ket to'lqin qatlamlari orasidagi masofa kamayadi, shuning uchun to'lqinlar "birlashadi". Aksincha, agar to'lqinlar manbai kuzatuvchidan uzoqlashsa, har bir to'lqin oldingi to'lqinga qaraganda kuzatuvchidan ancha uzoqroq joyda chiqariladi, shuning uchun ketma-ket to'lqinlarning kuzatuvchiga yetib kelish vaqti orasidagi farq uzayib chastota pasayishiga sabab bo'ladi. Bu bilan ketma-ket to'lqin qatlamlari orasidagi masofa kengayib boradi va to'lqinlar yoyilib ketadi. Ovoz to'lqinlari kabi muhit(vosita)da tarqaladigan to'lqinlar uchun kuzatuvchi va manbaning tezligi to'lqinlar o'tkaziladigan muhit(vosita) bilan nisbiy hisoblanadi. [2] Shunday qilib, umumiy Dopler effekti manba harakati, kuzatuvchining harakati yoki vosita(muhit) harakati natijasida paydo bo'lishi mumkin ekan. Ushbu ta'sirlarning har biri alohida tahlil qilinadi. Umumiy nisbiylikdagi yorug'lik yoki tortishish kabi vosita(muhit)ni talab qilmaydigan to'lqinlar uchun faqat kuzatuvchi va manba o'rtasidagi tezlikning nisbiy farqini hisobga olish kerak. Tarix Kristian Dopler bu hodisani birinchi marta 1842 yilda " Uchber das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gestirne des Himmels " (" Ikkilik yulduzlar va boshqa ba'zi yulduzlarning rangli nurida Dopler effekti") risolasida ilgari surgan. Bu faraz tovush to'lqinlarida 1845 yilda Buys Ballot tomonidan sinab ko'rilgan. U ovoz balandligi tovush manbai unga yaqinlashganda chiqadigan chastotadan yuqori va tovush manbai undan uzoqlashganida chiqadigan chastotadan pastroq ekanligini tasdiqlagan. Gippolit Fizo 1848 yilda elektromagnit to'lqinlarda xuddi shunday hodisani mustaqil ravishda kashf qilgan (Fransiyada bu ta'sir ba'zan "effet Doppler-Fizeau" deb nomlanadi, ammo Fizeoning kashfiyotidan 6 yil o'tgach Dopler tomonidan kiritilgan ilmiy taklif(ish) sabab bu nom dunyoning boshqa mamlakatlari tomonidan qabul qilinmadi.). 1848- yilda Buyuk Britaniyada Jon Skot Rassell Dopler effekti bo'yicha eksperimental tadqiqot o'tkazgan. [p 1] Umumiy Klassik fizikada, manba va qabul qilgichning tezligi muhitga nisbiy bo'lib, ular muhitdagi to'lqinlar tezligidan past bo'ldi, kuzatilgan chastotalar va chiqadigan chastota o'rtasidagi munosabat: [3] bu to'lqinlarning tarqalish tezligi; muhitga nisbatan qabul qiluvchining tezligi, agar qabul qilgich manba tomon harakat qilsa ga qo'shiladi( + ), qabul qilgich manbadan uzoqlashganda ayriladi( - ); Utrechtda (2019) devorda tasvirlangan Buys Ballotning eksperimenti (1845) muhitga nisbatan manba tezligi, agar manba qabul qiluvchidan uzoqlashayotgan bo'lsa ga qo'shiladi, manba qabul qiluvchiga qarab harakatlanayotgan bo'lsa dan ayriladi, chegirib tashlanadi. Shuni esda tutish kerakki, bu munosabatlar manba yoki qabul qiluvchidan birontasi bir biridan uzoqlashganda chastotani pasayishini taxmin qiladi. Ekvivalent formula: qayerda to'lqinning tezligi qabul qiluvchiga nisbatan; to'lqinning manbaga nisbatan tezligi; to'lqin uzunligi. Yuqoridagi formula manbaning kuzatuvchidan to'g'ridan-to'g'ri yaqinlashayotgani yoki yo'qolganligini taxmin qiladi. Agar manba kuzatuvchiga burchak ostida (lekin doimiy tezlikda bo'lsa) yaqinlashsa, birinchi eshtishda kuzatilgan chastota ob'ektning chiqaradigan chastotasidan yuqori bo'ladi. Keyinchalik, huddi kuzatuvchiga yaqinlashayotgandek kuzatiladigan chastotada bir xil me'yoriy pasayish bo'ladi. tenglik orqali nisbiy harakatga perpendikulyar yo'nalishda kelayotganda,(va yetib kelishi yaqin bo'lgan nuqtadan chiqarilganda, biroq to'lqin qabul qilinganda, manba va qabul qiluvchi o'zlarining yaqin masofasida bo'lmaydi) va huddi kuzatuvchidan uzoqlashgandek bir xil me'yordagi pasayish davom etadi. Kuzatuvchi ob'ekt yo'liga juda yaqin bo'lsa, yuqori chastotadan past chastotaga o'tish juda keskin(tezlik bilan) bo'ladi. Kuzatuvchi ob'ekt yo'lidan uzoqroq bo'lganda, yuqori chastotadan past chastotaga o'tish bosqichma-bosqich amalga oshadi. Agar va tezliklar to'lqin tezliklari bilan solishtirganda kichik bo'lsa, unda kuzatilgan chastota va chiqarilgan chastot o'rtasidagi munosabat quyidagicha bo'ladi [3] Kuzatilgan chastota Chastotani o'zgarishi qachonki, agar manbaga nisbatan qabul qilgichning tezligi teskari bo'lsa ishora manfiyligicha qoladi, agar manba va qabul qilgich bir-biriga qarab harakat qilganda uning ishorasi musbat bo'ladi. Isbot Berilgan bo'lamiz Agar bo'lsa, geometrik progressiyaga qo'ysak: Statsionar tovush manbai f doimiy chastotada tovush to'lqinlarini hosil qiladi va to'lqin frontlari doimiy tezlikda manbadan nosimmetrik ravishda tarqaladi. To'lqin jabhalari orasidagi masofa to'lqin uzunligidir. Barcha kuzatuvchilar f = f0 manbaning haqiqiy chastotasiga teng keladigan bir xil chastotani eshitadilar. Xuddi shu tovush manbai bir xil muhitda doimiy chastotada nurlantiruvchi tovush to'lqinlari. Biroq, endi tovush manbai υs = 0.7 c tezlik bilan harakatlanmoqda. Manba harakatlanayotganligi sababli, har bir yangi to'lqin oqimining markazi endi o'ng tomonga bir oz o'zgartirildi. Natijada to'lqin jabhalari o'ng tomonda (old tomonda) to'planib, manbaning chap tomonida (orqasida) tarqaladi. Manba oldida turgan kuzatuvchi f=(c+0)/(c-0.7c)f0 =3.33f0 yuqori chastotani eshitadi va manba orqasida turgan kuzatuvchi f=(c-0)/(c+0.7c) f0 =0.59f0 past chastotani eshitadi. Endi manba tovush tezligida muhitda harakat qilmoqda ( υs = c ). Manba oldidagi to'lqin jabhalari endi hamma bir xil nuqtada to'plangan. Natijada, manba oldida turgan kuzatuvchi f=(c+0)/(c-c) f0 =f0 =∞ va manbaning orqasida turgan kuzatuvchi f=(c-0)/(c+c) f0 =0.5f0 past chastotani eshitmaguncha hech narsa aniqlay olmaydi. Tovush manbai endi tovush tezligidan yuqori bo'lib, 1,4 s tezlikda harakatlanmoqda. Manba u yaratadigan tovush to'lqinlariga nisbatan tezroq harakatlanayotganligi sababli, u aslida rivojlanayotgan to'lqin to'lqinlarini olib keladi. Tovush manbai, kuzatuvchi ovozni eshitmasdan oldin, statsionar kuzatuvchi tomonidan o'tadi. Natijada, manba oldida kuzatuvchi f=(c+0)/(c-1.4c) f0 =-2.5f0 va manbaning orqasida turgan kuzatuvchi f=(c-0)/(c+1.4c) f0 =0.42 f0 past chastotani eshitadi. Dopler effekti. Akustikada Dopler effekti natijasida yuz beradigan chastota o’zgarishi manbaa va qabul qilgichning tovush to’lqinlarini tarqatuvchi muhitga nisbatan bo’lgan harakat tezliklari oqrali aniqlanadi. Yorug’lik to’lqinlari uchun ham Dopler effekti mavjud. Lekin, eloktromagnit to’lqinlarni tashuvchi alohida bir muhit mavjud bo’lmaganligi tufayli, yorug’lik to’lqinlari chastotasining Dopler siljishi manba va qabul qilgichlarining faqat nisbiy tezligi orqali aniqlanadi. Yorug’lik qabul qilgich bilan K sistemasining kordinati boshini manba bilan esa K’ sistemaning kordinata boshini bog’laylik(1 – rasm). Otatdagidek x va x’ o’qlarini K’ sistema (ya’ni manba)ning K sistemaga (ya’ni qabul qilgichga) nisbatan harakat tezligining v vektori bo’ylab yo’naltiramiz. Manbaning qabul qilgich tomonga tarqatayotgan yorug’lik yassi to’lqinlarning tenglamasi K’ sistemada quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi: Y Y’ K K’ V Qabul qilgich Manba X X’ E(x’, t’) = A’cos [’ (t’ + ) ' c x + ’] (41.1) Bu yerda ’ – manba bilan bog’liq bo’lgan sanoq sistemada o’lchangan to’liq chastotasi, ya’ni manbaning tebranayotgan chastotasi. Umumiylikni buzmaslik uchun biz ’ boshlang’ich fazani noldan farqli deb faraz qilamiz. Biz hamma sanoq sistemalarida bir xil bo’lgan c dan boshqa hamma kattaliklarni shtrixli qilib yozdik. Nisbiylik prinsipiga asosan tabiat qonunlari hamma inertsal sanoq sistemalarida bir hil ko’rinishiga ega bo’ladi. Demak, (41.1) ko’rinshdagi to’lqin K sistemda: E(x, t) = A cos [ (t + ) c x + ] (41.2) tenglama ko’rinishida yoziladi. Bu yerda  – K sanoq sistemada o’lchangan, ya’ni qabul qilgichda turib o’lchangan chastota. To’lqinning K sistemadagi tenglamasini tenglamadan x’ va t’ lardan x’ va t’ larga Lorens almashtirishlari orqali o’tish bilan keltirib chiqarish mo’mkin: da x’ va t’ lar ga asosan almashtirib: ( )               +               − − + − − = ' 1 1 , 'cos ' 2 2 2 2 2   c v c x vt c v x c v t E x t A ga ega bo’lamiz. Bu ifodani qo’yidagi ko’rinishga osonlik bilan keltirish mumkin:             +      + − − = ' 1 1 ( , ) 'cos ' 2 2   c x t c v c v E x t A (41.3) (41.3) tenglama (41.2) tenglamadagi to’lqinning o’zginasani K sistemada, ifodalaydi. Shuning uchun quyidagi munsabatning bajarilishi shart: c v c v c v c v + − = − − = 1 1 ' 1 1 ' 2 2    Doiraviy  chastotadan odatdagi  chastotaga o’tib, manba sistemasadagi ’ chastotani v0 bilan belgilab: c v c v v v + − = 1 1 0 (41.4) ifodaga ega bo’lamiz. Manbaning qabul qilgichga nisbatan v tezligi algebrik kattalikdir. Manba uzoqlashganda v 0 va (41.4)ga muvofiq vv0 bo’ladi. V c bo’lgan xol uchun (41.4) formulani quyidagi tahminiy xolga keltirish mumkin:        −       − + −  c v c v v c v c v v v 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 0 0 Bu yerda c v tartibli a’zolar bilan chegaralanib quyidagiga ega bo’lamiz:       = − c v v v 1 0 (41.5) dan chastotaning nisbiy o’zgarishini topish mumkin. c v v v = −  bu yerda v diganda v - v0 tushuniladi Biz qarab chiqqan bo’ylama effektdan tashqari yorug’lik to’lqinlari uchun nisbiylik nazariyasidan Dopplering ko’ndalag effekti ham mavjudligi kelib chiqadi. Bu effekt qabul qilgichga yetib kelayotgan chastotaning nisbiy tezlik vektori qabul qilgich va manbalardan o’tgan to’g’ri chiziqqa perpendikulyar yo’nalgan (masalan, manba aylana bo’ylab harakat qlib, uning markazida qabul qilgich turgan hol uchun kamayib borishidan iborat). Bu holda manba sistemasidagi v0 chastata qabul qilgach sistemasidaga v chastota bilan quyidagi munosabat orqali bog’langan:         = −  − 2 2 2 2 0 2 1 1 1 c v v c v v v Dopplerning ko’ndalang effektida chastotaning nisbiy o’zgarishi 2 2 2 1 c v v v = −  bo’lib, v/c nisbatning kvadratiga proprtsionaldir, demak, bo’ylama effektdagidan ancha kichik (uning uchun chastotaning nisbiy o’zgarishi v/c ning birinchi darajasiga proportsional). Doplerning ko’ndalang effekti mavjudligini 1938yilda. Ayvs eksperemental isbot qilgan. Ayvs tajribalarida katod nurlaridagi vodorod atomlarining nurlanish chastotasining o’zgarishi aniqlangan. Atomlar tezlgi tahminan 2 106 m/sek ga teng edi. Bu tajlibalar Lorents almashtirishlarining o’rinli ekanligining bevosita eksperimental tasdiqi hisoblanadi. Umumiy holda nisbiy tezlik vektorini ikkita tashkil etuvchiga ajratish mumkin, ularning biri nurga parallel, ikkinchasi esa unga perpendikulyor yo’nalgan bo’ladi. Birinchi tashkil etuvchi Dopplerning bo’ylama va ikinchsi esa ko’ndalang effektini yuzaga keltiradi Dopplerining bo’ylama effektidan yulduzlarning “radial” tezligini aniqlashda foydalaniladi. Yulduzlar spektridagi chiziqlarning nisbiy siljishini o’lchab, (41.6) formuladan v ni aniqlash mumkin. Yorug’lik sochayotgan gazdagi molekulalarning issiqlik harakati Doppler effekti tufayli spektr chiziqlarining kengayishiga olib keladi. Issiqlik harakataning hatoligi tufayli molekulaning spektografga nisbatan tezligining hamma yo’nalishlari ehtimolligi bir hil. Shuning uchun asbobga kelib tushayotgan nurlanishda       − c v v 1 0 dan boshlab       + c v v 1 0 gacha bo’lgan intervaldagi chastotalar ishtirok etadi. Bu erda v0 molekuladan chiqayotgan yorug’lik chastotasi, v – issiqlik harakat tezligi (41.6) formulaga qarang. Shunday qilib, spektral chiziqning asbobda o’lchanayotgan kengligi c v v 0 2 ga teng bo’ladi. Bu c v v v D 0  = kattalikni spektral chiziqning Doppler kengligi deb atash qabul qilingan. Spektral chiziqlarning Dopplercha kengayish kattaligiga qarab molekulalarning issiqlik harakat tezligi, demak, yorug’lik sochuvchi gaz temperturasi haqida fikr yurgizish mumkin.

XULOSA
oppler almashinuvining keng tarqalgan misoli - o'zgarishi balandlik qachon eshitildi a transport vositasi shov-shuv eshitib, kuzatuvchidan chekinadi. Chiqarilgan chastota bilan taqqoslaganda, qabul qilingan chastota yaqinlashganda yuqori, o'tib ketganda bir xil bo'ladi va retsessiya paytida pastroq bo'ladi.[2]

Dopler effektining sababi shundaki, to'lqinlar manbai kuzatuvchiga qarab harakatlanayotganda har bir ketma-ket to'lqin tepalik oldingi to'lqin tepasiga qaraganda kuzatuvchiga yaqinroq holatdan chiqariladi.[2][3] Shuning uchun har bir to'lqin kuzatuvchiga yetish uchun avvalgi to'lqinga qaraganda biroz kamroq vaqt talab etadi. Demak, kuzatuvchiga ketma-ket to'lqinli tepaliklarning kelish vaqti kamayadi va chastotani ko'payishiga olib keladi. Ular sayohat paytida ketma-ket to'lqinlar jabhalari orasidagi masofa kamayadi, shuning uchun to'lqinlar "birlashadilar". Aksincha, agar to'lqinlar manbasi kuzatuvchidan uzoqlashayotgan bo'lsa, har bir to'lqin kuzatuvchidan oldingi to'lqinga nisbatan uzoqroq joydan chiqadi, shuning uchun ketma-ket to'lqinlar orasidagi kelish vaqti ko'payadi va chastotani pasaytiradi. Keyinchalik ketma-ket to'lqinlar jabhalari orasidagi masofa oshiriladi, shuning uchun to'lqinlar "tarqaladi".

Kabi muhitda tarqaladigan to'lqinlar uchun tovush to'lqinlar, kuzatuvchi va manbaning tezligi to'lqinlar uzatiladigan muhitga nisbatan.[1] Shuning uchun umumiy Dopler effekti manba harakati, kuzatuvchining harakati yoki muhit harakatidan kelib chiqishi mumkin. Ushbu ta'sirlarning har biri alohida tahlil qilinadi.

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR

1.G.S. Landsberg. UMUMIY FIZIKA KURSI. «O’qituvchi».1981 Y.
2.I.V. Savelev. UMUMIY FIZIKA KURSI. III t. OPTIKA, ATOM FIZIKASI, ATOM YaDROSI VA ELEMENTAR ZARRAChALAR FIZIKASI. «Ukituchi» T. 1976 y.
3.F.A. Korolyov. FIZIKA KURSI. OPTIKA, ATOM VA YaDRO FIZIKASI. «Ukituvchi»,T. 1978 y.