O’zbekiston Respublikasi Oliy va O’rta Maxsus Ta’lim Vazirligi Farg’ona Davlat Universiteti Fizika-Texnika Fakulteti Fizika yo’nalishi

2.2. Optikada Dopler xodisasi
Dopler effekti - qabul qiluvchining qayd etgan chastotasi va to'lqin uzunliklarining o'zgarishi, ularning manbasi va chiziqlar yoki qabul qiluvchining harakatlanishi natijasida yuzaga keladi.

Hodisaning mohiyati

Dopler effektini amalda kuzatish oson, qachonki sirena o'rnatilgan mashina kuzatuvchidan o'tib ketsa. Aytaylik, sirena ma'lum bir ohang chiqaradi va u o'zgarmaydi. Kuzatuvchiga nisbatan mashina harakat qilmasa, u sirenaning ohangini aniq eshitadi. Ammo agar mashina kuzatuvchiga yaqinlashsa, tovush to'lqinlarining chastotasi oshadi va uzunligi kamayadi va kuzatuvchi sirena chalinganidan yuqori ohangni eshitadi. Mashina kuzatuvchining yonidan o'tib ketganda, u sirena chalinadigan ohangni eshitadi.Va mashina uzoqroq yurib, uzoqlashganda va yaqinlashmayotganida, kuzatuvchi tovush to'lqinlarining past chastotasi (va shunga mos ravishda uzoqroq) tufayli pastroq ohangni eshitadi.
Bundan tashqari, zaryadlangan zarrachaning muhitda relyativistik tezlikda harakatlanishi muhim ahamiyatga ega. Bunday holda, Cherenkov nurlanishi to'g'ridan-to'g'ri Dopler effektiga bog'liq bo'lgan laboratoriya tizimida ro'yxatdan o'tkaziladi.
Matematik tavsif
Agar to'lqin manbai muhitga nisbatan harakatlansa, u holda to'lqin tepalari orasidagi masofa (to'lqin uzunligi) harakat tezligi va yo'nalishiga bog'liq. Agar manba qabul qiluvchiga qarab harakat qilsa, ya'ni u chiqaradigan to'lqinni ushlab tursa, u holda to'lqin uzunligi kamayadi, agar uzoqlashsa to'lqin uzunligi oshadi:

bu yerda manba to'lqinlarni chiqaradigan chastota, bu to'lqinlarning muhitda tarqalish tezligi, to'lqin manbasining muhitga nisbatan tezligi (agar manba qabul qiluvchiga yaqinlashsa, ijobiy, agar u uzoqlashsa salbiy).
Ruxsat etilgan qabul qilgich tomonidan yozilgan chastota qabul qiluvchining muhitga nisbatan tezligi qayerda (agar u manba tomon siljigan bo'lsa ijobiy). (2) formuladagi (1) formuladan chastota qiymati o'rniga, biz umumiy holat uchun formulani olamiz:
bu erda yorug'lik tezligi, bu qabul qiluvchiga (kuzatuvchiga) nisbatan manbaning tezligi, bu qabul qiluvchining mos yozuvlar doirasidagi manbaga yo'nalish va tezlik vektori orasidagi burchak. Agar manba kuzatuvchidan radial ravishda uzoqlashsa, u yaqinlashsa
Relyativistik Dopler effekti ikki sababga bog'liq:

• 
  manba va qabul qiluvchining nisbiy harakati bilan chastotaning o'zgarishi klassik analogi;
  

Oxirgi omil to'lqin vektori va manba tezligi orasidagi burchakka teng bo'lganda ko'ndalang Dopller effektiga olib keladi. Bunday holda, chastotaning o'zgarishi klassik analogga ega bo'lmagan mutlaqo relyativistik ta'sirdir.
Dopler effektini qanday kuzatish mumkin Hodisa har qanday to'lqinlar va zarralar oqimlari uchun xos bo'lganligi sababli uni tovush uchun kuzatish juda oson. Ovoz tebranishlarining chastotasi quloq tomonidan balandlik sifatida qabul qilinadi. Tez harakatlanayotgan mashina yoki poezd oldingizdan o'tib ketadigan vaziyatni kutishingiz kerak, masalan, sirena yoki shunchaki signal. Eshitganingizdek, mashina sizga yaqinlashganda, balandlik balandroq bo'ladi, keyin mashina siz bilan bir tekisda bo'lganda, u keskin tushadi va uzoqlashadi, uzoqlashganda, mashina pastki yozuvda jiringlaydi.
Ilova

• 
  Dopler radar - bu ob'ektdan aks etgan signal chastotasining o'zgarishini o'lchaydigan radar. Chastotani o'zgartirib, ob'ekt tezligining radiusli komponenti hisoblanadi (tezlikning ob'ekt va radar orqali o'tuvchi tekis chiziqqa proektsiyasi). Dopler radarlari turli sohalarda qo'llanilishi mumkin: samolyotlar, kemalar, avtoulovlar, gidrometeorlar (masalan, bulutlar), dengiz va daryo oqimlari va boshqa narsalarning tezligini aniqlash uchun.
  

• 
  Astronomiya
  

Yulduzlar, galaktikalar va boshqa osmon jismlarining radial harakat tezligi spektr chiziqlarining siljishi bilan aniqlanadi. Dopler effekti yordamida ularning radiusli tezligi osmon jismlari spektridan aniqlanadi. Yorug'lik tebranishlarining to'lqin uzunliklarini o'zgartirish manba spektridagi barcha spektral chiziqlar uzoq to'lqinlarga, agar uning radial tezligi kuzatuvchidan (qizil siljish) yo'naltirilgan bo'lsa, qisqa tomonga siljiydi, agar radius tezligi yo'nalishi kuzatuvchiga to'g'ri kelsa (binafsha siljish). ... Agar yorug'lik tezligi bilan solishtirganda manbaning tezligi kichik bo'lsa (300000 km / s), u holda radius tezligi har qanday spektral chiziq to'lqin uzunligining o'zgarishiga ko'paytirilgan va statsionar manbadagi bir xil chiziq to'lqin uzunligiga bo'linadigan yorug'lik tezligiga teng.

• 
  Spektral chiziqlar kengligining oshishi yulduzlarning haroratini aniqlaydi
  
• 
  İnvaziv bo'lmagan oqim tezligini o'lchash. Dopler effekti suyuqlik va gazlarning oqim tezligini o'lchaydi. Ushbu usulning afzalligi shundaki, siz to'g'ridan-to'g'ri oqimga sensorlarni qo'yishingiz shart emas. Tezlik ultratovushning muhitning bir hil bo'lmaganligiga (suspenziya zarralari, asosiy oqim bilan aralashmaydigan suyuq tomchilar, gaz pufakchalari) tarqalishi bilan aniqlanadi.
  
• 
  Xavfsizlik signallari. Harakatlanayotgan narsalarni aniqlash uchun
  
• 
  Koordinatalarni aniqlash. Cospas-Sarsat sun'iy yo'ldosh tizimida erdagi favqulodda transmitterning koordinatalari sun'iy yo'ldosh tomonidan undan olingan radio signaldan Dopler effektidan foydalanib aniqlanadi.
  

San'at va madaniyat

Amerikalik "Katta portlash nazariyasi" komediya teleserialining 1-mavsumining 6-qismida doktor Sheldon Kuper Xellouin bayramiga boradi, u uchun u Dopler effektini ramziy kostyum kiydi. Biroq, yig'ilganlarning barchasi (do'stlaridan tashqari) uni zopak deb o'ylashadi. Qabul qiluvchilar tomonidan yozilgan, ularning manbasi harakati yoki qabul qiluvchining harakati tufayli yuzaga keladi. Buni amalda kuzatish oson, qachonki sirena qo'yilgan mashina kuzatuvchining yonidan o'tib ketsa. Aytaylik, sirena ma'lum bir ohang chiqaradi va u o'zgarmaydi. Kuzatuvchiga nisbatan mashina harakat qilmasa, u sirenaning ohangini aniq eshitadi. Ammo agar mashina kuzatuvchiga yaqinlashsa, tovush to'lqinlarining chastotasi oshadi va uzunligi kamayadi va kuzatuvchi sirena chalinganidan yuqori ohangni eshitadi. Mashina kuzatuvchidan o'tib ketganda, u sirenaning aslida chiqaradigan ohangini eshitadi va mashina uzoqroq yurib, uzoqlashganda va yaqinlashmayotganida, kuzatuvchi tovush to'lqinlarining past chastotasi (va shunga mos ravishda uzoqroq) tufayli pastroq ohangni eshitadi.

Har qanday muhitda (masalan, tovushda) tarqaladigan to'lqinlar uchun ham manba, ham to'lqin qabul qiluvchining ushbu muhitga nisbatan harakatini hisobga olish kerak. Uning tarqalishi uchun hech qanday vosita kerak bo'lmagan elektromagnit to'lqinlar (masalan, yorug'lik) uchun faqat manba va qabul qiluvchining nisbiy harakati muhim ahamiyatga ega.
Shuningdek, zaryadlangan zarracha nisbiy tezlikda muhitda harakatlanadigan holat ham muhimdir. Bunday holda Cherenkov nurlanishi laboratoriya tizimida ro'yxatdan o'tkaziladi, bu to'g'ridan-to'g'ri Dopler effektiga bog'liq. qayerda f 0 - manba to'lqinlarni chiqaradigan chastota, v - to'lqinlarning muhitda tarqalish tezligi, v - to'lqin manbasining muhitga nisbatan tezligi (ijobiy, agar manba qabul qiluvchiga yaqinlashsa va salbiy bo'lsa, u uzoqlashsa).
Ruxsat etilgan qabul qilgich tomonidan yozilgan chastota
Siz - qabul qiluvchining muhitga nisbatan tezligi (agar u manba tomon siljigan bo'lsa ijobiy).
Formuladan (1) chastota qiymatini (2) formulaga almashtirib, umumiy holat uchun formulani olamiz.
qayerdan - yorug'lik tezligi, v - qabul qiluvchining va manbaning nisbiy tezligi (agar ular bir-biridan chiqarilsa ijobiy).
Dopler effektini qanday kuzatish mumkin
Hodisa har qanday tebranuvchi jarayonlarga xos bo'lganligi sababli uni tovush uchun kuzatish juda oson. Ovoz tebranishlarining chastotasi quloq tomonidan balandlik sifatida qabul qilinadi. Tez harakatlanayotgan mashina sizni bosib o'tadigan vaziyatni kutish kerak, masalan, sirena yoki shunchaki signal. Eshitganingizdek, mashina sizga yaqinlashganda balandlik balandroq bo'ladi, keyin mashina siz bilan bir tekislanganda, u keskin tushadi va uzoqlashadi, uzoqlashganda, mashina pastki yozuvga qo'ng'iroq qiladi.
Ilova
To'lqin manbai chapga siljiydi. Keyin chapdagi to'lqinlarning chastotasi yuqori (ko'proq), o'ngda esa pastroq (kamroq) bo'ladi, boshqacha qilib aytganda, agar to'lqin manbai u tomonidan chiqarilgan to'lqinlarni ushlab tursa, u holda to'lqin uzunligi kamayadi. Agar olib tashlansa, to'lqin uzunligi ko'payadi

"Dopler effekti" boshqa lug'atlarda qanday ko'rinishini ko'ring:

dopler effekti - Dopler effekti Transmitter qabul qiluvchiga nisbatan harakatlanganda paydo bo'ladigan chastotaning o'zgarishi yoki aksincha. [L.M. Nevdyaev. Telekommunikatsiya texnologiyalari.
Inglizcha ruscha tushuntirish lug'ati ma'lumotnomasi. Yu.M tomonidan tahrirlangan. Gornostaeva. Moskva ... Texnik tarjimon uchun qo'llanma.