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]
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.
Dopler effektining yuzaga kelish sababi shundaki, to'lqinlar
manbai kuzatuvchiga qarab
harakatlanayotganda, har bir ketma-ket to'lqin kresti oldingi to'lqinning zarbasidan ko'ra
kuzatuvchiga yaqinroq joyda chiqariladi. Shuning uchun har bir to'lqin oldingi to'lqinga
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.
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
Tarix
Utrechtda (2019) devorda tasvirlangan Buys Ballotning eksperimenti (1845)
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]
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( -
);
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
Umumiy
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]
