اثر داپلر به زبان ساده

فیزیکدان اتریشی آقای کریستین داپلر اولین فردی بود که متوجه اینکه طول موج و بسامد در زمان حرکت چشمه و دریافتکننده در حال تغییر هستند .این موضوع در سال 1842 مطرح شد .در زمانی که چشمه و مشاهده گر به سمت همدیگر در حال حرکت باشند طول موج کمتر و بسامد بیشتر و اگر در حال دور شدن ازیکدیگر باشن طول موج بیشتر و بسامد کمتر استما معمولا این اثر را زمانی که ماشین پلیسیا آتش نشانی از کنار ما عبور میکند باهاشرو به رو میشویم .برای درک ساده تر موضوع نخی را تصورکنید که دو سر آن را در دست گرفته اید.زمانی که شما دو سر نخ را به هم نزدیکمیکند نخ جمع میشود و حالت موج گون بهخود میگیرد و فاصله بین هر دو سر هم کممیشود و در اثر جمع شدن نخ هم شکل بسامددرست میکند .حال دو سر را از هم فاصله دهید فاصله دو سر نخ بیشتر میشود و بسامد های روی نخ کمتر و نخ رفته رفته صاف تر میشود .خیلی جالب است که همین پدیده ساده تمام امواج را نحت تاثیر قرار داده است و مهمترین ظهور آن دیدگاه علمی جابجایی داپلر در تابشالکترومغناطیسی است.این امر سبب میشود نور اجرامی همچون ستاره گان دور دست که در حال حرکت به سوی ما هستند طول موجی کوتاه تر داشته باشند بابسامدی بیشتر و دچار ) انتقال ابی( شوند .در حالیکه نور اجرامی که در حال دور شدن از قبیل کهکشان دور دست کش آمده و دچار ) انتقال سرخ ( میشود.همین اثر طبیعی ساده کمک بزرگی به فیزک دادن و ستاره شناسان در زمینه های مختلف کرد مثالش را در پاراگراف بالا ذکر کردیم .کاربردهای پروفیل جریان داپلرصوتییک متر جریان )ADCP( پروفیل جریان داپلر صوتیهیدروآکوستیک مشابه یک سونار است که برایاندازه گیری سرعت جریان آب در یک دامنه عمق بااستفاده از اثر دوپلر امواج صوتی پخش شده از ذراتیک ADCP درون ستون آب استفاده می شود. اصطلاحاصطلاح عمومی برای همه پروفیل های جریان صوتیمعرفی شده است. دامنه فرکانس کاری RD Instruments است، اگرچه این مخفف از یک سری ابزار در دهه ۱۹۸۰ توسطها از ۳۸ کیلو هرتز تا چند مگاهرتز است. دستگاهی که در هوا برای پروفایل سرعت باد با استفاده از صدا استفاده می شود ADCPمعروف است و با همان اصول اساسی کار می کند. SODAR بهروباتیکبرنامه ریزی پویای مسیر در زمان واقعی در رباتیک برای کمک به حرکت ربات ها در یک محیط پیچیده با موانع متحرک، اغلب ازاثر داپلر کمک می کند. چنین کاربردهایی به ویژه برای رباتیک های رقابتی که محیط به طور مداوم در حال تغییر است مانند ربوسوکراستفاده می شود.آژیر آژیر خطر در حال عبور از یک وسیله نقلیه اضطراری بالاتر از سطح ثابت آن شروع می شود، هنگام عبور به پایین بلغزد و بافاصله گرفتن از ناظر، پایین تر از سرعت ثابت خود ادامه می یابد. ستاره شناس جان دابسون این تأثیر را چنین توضیح داد:دلیل لغزش آژیر این است که به شما ضربه نمی زند.به عبارت دیگر، اگر آژیر به طور مستقیم به ناظر نزدیک می شد، زمینتا زمانی که وسیله نقلیه به او برخورد کند، ثابت و در یک سطح بالاتراز ثابت باقی می ماند و سپس بلافاصله به یک سطح پایین تر جدیدمی پرد. از آنجا که وسیله نقلیه از کنار ناظر عبور می کند، سرعتشعاعی ثابت نمی ماند، اما در عوض به عنوان تابعی از زاویه بین خطدید وی و سرعت آژیر تغییر می کند.اخترشناسیاثر دوپلر برای امواج الکترومغناطیسی مانند نور بسیار مورد استفادهدر نجوم است و منجر به اصطلاح تغییر قرمز یا تغییر آبی می شود. از آن برای اندازه گیری سرعت نزدیک شدن یا دور شدن ستاره هاو کهکشان ها از ما استفاده شده است؛ یعنی سرعت شعاعی آنها. برای اندازه گیری سرعت چرخش ستارگان و کهکشانها یا برای کشفسیارات فراخورشیدی، این ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. این تغییر سرخ و تغییر آبی در مقیاس بسیار کمی اتفاق می افتد. اگر] جسمی به سمت زمین در حرکت باشد، از نظر چشم غیرمترقبه در نور مرئی تفاوت محسوسی وجود نخواهد داشت.توجه داشته باشید که تغییر قرمز برای اندازه گیری انبساط فضا نیز مورد استفاده قرار می گیرد، اما این واقعاً یک اثر داپلر نیست. درعوض ، انتقال سرخ به دلیل گسترش فضا به عنوان تغییر سرخ کیهانی شناخته می شود، که می تواند صرفاً از معیار رابرتسون-واکرتحت فرمالیسم نسبیت عام حاصل شود. با گفتن این مطلب، همچنین اتفاق می افتد که اثرات داپلر قابل تشخیص در مقیاس هایکیهان شناسی وجود دارد، که اگر به اشتباه به عنوان منشا کیهان شناختی تفسیر شود، منجر به مشاهده اعوجاج های فضای انتقال قرمز] می شود.] استفاده از اثر دوپلر برای نور در نجوم به دانش ما بستگی دارد که طیف ستاره ها یکدست نیستند. آنها خطوط جذبی را در فرکانس هایکاملاً مشخصی که با انرژی مورد نیاز برای تحریک الکترون در عناصر مختلف از یک سطح به سطح دیگر همبستگی دارند، بهنمایش می گذارند. اثر داپلر در این واقعیت قابل تشخیص است که خطوط جذب همیشه در فرکانسهای حاصل از طیف منبع نور ساکننیستند. از آنجا که نور آبی فرکانس بالاتری نسبت به نور قرمز دارد، خطوط طیفی یک منبع نور نجومی در حال نزدیک شدن یکتغییر آبی و آنهایی که از یک منبع نور نجومی در حال عقب نشینی هستند یک تغییر قرمز نشان می دهند.راداراز اثر دوپلر برای اندازه گیری سرعت اجسام شناسایی شده در برخی انواع رادار استفاده می شود.پرتوی رادار به سمت هدف متحرک شلیک می شود - به عنوان مثال یک موتور موتوری، همان طورکه پلیس از رادار برای شناسایی رانندگان تندرو استفاده می کند - با نزدیک شدن یا عقب نشینی از منبعرادار. هر موج راداری پی در پی برای رسیدن به اتومبیل باید مسافت دورتر را طی کند، قبل ازاینکه در نزدیکی منبع منعکس و شناسایی شود. هرچه هر موج باید دورتر شود، فاصله بین هر موجافزایش می یابد و طول موج افزایش می یابد. در بعضی شرایط، پرتو رادار با نزدیک شدن به سمتماشین در حال حرکت شلیک می شود، در این حالت هر موج متوالی مسافت کمتری را طی می کند وطول موج را کاهش می دهد. در هر دو حالت، محاسبات حاصل از اثر داپلر سرعت خودرو را به طور دقیق تعیین می کند. علاوه براین، احتراق مجاورت، ایجاد شده در طول جنگ جهانی دوم، متکی به رادار داپلر است تا مواد منفجره را در زمان، ارتفاع، فاصله وغیره منفجر کند.پزشکیاکوکاردیوگرام می تواند، در حدود معینی، ارزیابی دقیق جهت جریان خون و سرعت خون و بافت قلب را در هر نقطه دلخواه با استفادهاز اثر دوپلر تولید کند. یکی از محدودیت ها این استکه پرتو اولتراسوند باید تا حد ممکن با جریان خونموازی باشد. اندازه گیری سرعت امکان ارزیابیمناطق و عملکرد دریچه قلب، ارتباطات غیرطبیعیبین سمت چپ و راست قلب، نشت خون از طریقدریچه ها )نارسایی دریچه( و محاسبه برون ده قلب رافراهم می کند. سونوگرافی تقویت شده با کنتراست بااستفاده از ماده حاجب میکرو حباب پر از گازمی تواند برای بهبود سرعت یا سایر اندازه گیری های پزشکی مرتبط با جریان استفاده شود.منابع کتاب فیزیک در چند دقیقهویکی پدیا دانشنامه آزاد