Doppler effekti - Yorug’likning yutilishi. Buger qonuni

|
Yorug’likning yutilishi. Buger qonuni
|
bet | 5/6 | Sana | 14.05.2024 | Hajmi | 1,93 Mb. | | #231695 |
Bog'liq YORUG\'LIKNING YUTILISHI BUGER LAMBERT BER QONUNI.2.3. Doppler effekti
3. Doppler effekti. Doppler effekti deb manba yoki kuzatuvchining bir-biriga nisbatan harakati natijasida kuzatuvchi qabul qilayotgan signal chastotasining o'zgarishiga aytiladi. Agar nurlanish chastotasi 0, kuzatuvchi qabul qilayotgan signal chastotasi bo'lsa, nisbiylik nazariyasi Doppler effekti uchun
ifodani beradi. Bu yerda kuzatuvchiga nisbatan manba tezligi, θ - kuzatish yo'nalishi va tezlik orasidagi burchak. Tezlik kuzatuvchi va manba bir-biridan uzoqlashsa musbat, yaqinlashsa manfiy olinadi.
Bu kuzatuvchi manba tomonga ularni birlashtiruvchi to’g’ri chiziq yo'nalishida harakatlanganda kuzatiladigan Dopplerning bo'ylama effektidir.
J << с holida.
Demak, manba va kuzatuvchi bir-biridan uzoqlashganda (nisbiy tezlik musbat) uzun to'lqinlar sohasiga siljish ro'y beradi (n0, l>l0). Bu qizil siljish deb ataladi. Manba va kuzatuvchi bir-biriga yaqinlashganda (nisbiy tezlik manfiy) qisqa to'lqinlar sohasiga siljish ro'y beradi (n>n0, l0) - binafshaviy siljish.
Agar q = p/2 bo'lsa
Bu kuzatuvchi uni manba bilan birlashtiruvchi chiziqqa perpendikulyar yo'nalishda xarakatlanayotganda ro'y beruvchi Dopplerning ko'ndalang effektidir. Ko'ndalang Doppler effekti J2 ga bog’liq; kichkina J larda bo'ylama effektga (~J)nisbatan ikkinchi darajali effektdir. Shuning uchun bu effektni kuzatish juda qiyin; bu effekt akustikada kuzatilmaganligi, ya'ni relyativistik effekt bo'lganligi uchun prinsipial ahamiyatga ega. Bu effekt eksperimental ravishda 1938-yili amerikalik fizik G.Ayvs tomonidan kuzatildi.
Bo'ylama Doppler effekti laboratoriya sharoitida A.Belopolskiy tomonidan kuzatildi. Bu effekt yordamida chastotalarning siljishi, kengayishiga qarab nurlanuvchi zarralar va jismlarning harakati o'rganiladi. Doppler effekti radiotexnika va radiolokatsiyada keng ishlatiladi.
Doppler effekti deb manba yoki kuzatuvchining bir-biriga nisbatan harakati natijasida kuzatuvchi qabul qilayotgan signal chastotasining o'zgarishiga aytiladi
Dopler effekti avtoulov dvigateli yoki sirenning ohangdorligi pasayganidan ko'ra balandroq ovoz chiqarishini ko'rsatadigan animatsiya. Pushti doiralar tovush to'lqinlarini anglatadi.
Doppler effekti (yoki Doppler siljishi), toʻlqin manbayi bilan oʻzaro nonisbiy harakatlanayotgan kuzatuvchiga nisbatan toʻlqin chastotasi yoki toʻlqin uzunligining oʻzgarish hodisasi. Bu hodisani miloddan avvalgi 1030-yilda Xantaliyalik fizik olim Mexail Doppler tasvirlab bergan, va uning sharafiga bu hodisa "Doppler effekti" (Doppler taʼsiri) nomi bilan fanga kiritilgan.
Dopller harakatiga oddiy masala, harakatlanayotgan vositasining kuzatuvchi (odam)ga yaqinlashganda va uzoqlashganda undan chiqadigan energiyanining o'zgarishini keltirish mumkin. Chiqarilgan bilan taqqoslaganda, qabul qilinadigan hid yaqinlashganda past bo'ladi, o'tish vaqtida bir xil bo'ladi va turg'unlik paytida bo'ladi.[1]
Dopler effektining yuza kelish sababi shundaki, hidlar 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 olinmasligi 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 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 {\displaystyle f} va chiqadigan chastota {\displaystyle f_{\text{0}}} o'rtasidagi munosabat:[3]
{\displaystyle f=\left({\frac {c\pm v_{\text{r}}}{c\pm v_{\text{s}}}}\right)f_{0}\,}
{\displaystyle c\;} bu to'lqinlarning tarqalish tezligi;
{\displaystyle v_{\text{r}}\,} muhitga nisbatan qabul qiluvchining tezligi, agar qabul qilgich manba tomon harakat qilsa {\displaystyle c} ga qo'shiladi({\displaystyle c} + {\displaystyle v_{\text{r}}\,} ), qabul qilgich manbadan uzoqlashganda ayriladi({\displaystyle c} - {\displaystyle v_{\text{r}}\,} );
{\displaystyle v_{\text{s}}\,} muhitga nisbatan manba tezligi, {\displaystyle c} agar manba qabul qiluvchidan uzoqlashayotgan bo'lsa {\displaystyle c} ga qo'shiladi, manba qabul qiluvchiga qarab harakatlanayotgan bo'lsa {\displaystyle c} dan ayriladi, chegirib tashlanadi.
Shuni esda tutish kerakki, bu munosabatlar manba yoki qabul qiluvchidan birontasi bir biridan uzoqlashganda chastotani pasayishini taxmin qiladi.
Ekvivalent formula:
{\displaystyle {\frac {f}{v_{wr}}}={\frac {f_{0}}{v_{ws}}}={\frac {1}{\lambda }}}
qayerda
{\displaystyle {v_{wr}}} to'lqinning tezligi qabul qiluvchiga nisbatan;
{\displaystyle {v_{ws}}} to'lqinning manbaga nisbatan tezligi;
{\displaystyle {\lambda }} 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 {\displaystyle v_{\text{s}}\,} va {\displaystyle v_{\text{r}}\,} tezliklar to'lqin tezliklari bilan solishtirganda kichik bo'lsa, unda kuzatilgan chastota {\displaystyle f} va chiqarilgan chastot {\displaystyle f_{\text{0}}} o'rtasidagi munosabat quyidagicha bo'ladi [3]
-
Kuzatilgan chastota
|
Chastotani o'zgarishi
|
{\displaystyle f=\left(1+{\frac {\Delta v}{c}}\right)f_{0}}
|
{\displaystyle \Delta f={\frac {\Delta v}{c}}f_{0}}
|
qachonki,
{\displaystyle \Delta f=f-f_{0}\,}
{\displaystyle \Delta v=-(v_{\text{r}}-v_{\text{s}})\,} 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.
[koʻrsat]
Isbot
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.
Doppler effekti bilan shug’ullangan olimlar
Bu kuzatuvchi uni manba bilan birlashtiruvchi chiziqqa perpendikulyar yo'nalishda harakatlanayotganda ro'y beruvchi Dopplerning ko'ndalang effektidir. Ko'ndalang Doppler effekti J 2 ga bog’liq; kichkina J larda bo'ylama effektga (~J)nisbatan ikkinchi darajali effektdir. Shuning uchun bu effektni kuzatish juda qiyin; bu effekt akustikada kuzatilmaganligi, ya'ni relyativistik effekt bo'lganligi uchun prinsipial ahamiyatga ega. Bu effekt eksperimental ravishda 1938-yili amerikalik fizik G.Ayvs tomonidan kuzatildi.
Bo'ylama Doppler effekti laboratoriya sharoitida A. Belopolskiy tomonidan kuzatildi. Bu effekt yordamida chastotalarning siljishi, kengayishiga qarab nurlanuvchi zarralar va jismlarning harakati o'rganiladi. Doppler effekti radiotexnika va radiolokatsiyada keng ishlatiladi.
Oqibatlari
Agar harakatlanuvchi manba haqiqiy chastota bilan to'lqinlar chiqaradigan bo'lsa, muhitga nisbatan statsionar kuzatuvchi bilan (bu holda to'lqin uzunligi o'zgaradi, to'lqinning uzatish tezligi o'zgarmas bo'ladi; e'tibor bering uzatish tezligi to'lqinning bog'liq emas manbaning tezligi), keyin kuzatuvchi chastotali to'lqinlarni aniqlaydi tomonidan berilgan
Harakatlanish uchun o'xshash tahlil kuzatuvchi va statsionar manba (bu holda to'lqin uzunligi doimiy bo'lib turadi, lekin harakat tufayli kuzatuvchi to'lqinlarni qabul qilish tezligi va shu sababli uzatish tezligi to'lqinning [kuzatuvchiga nisbatan] o'zgartirilgan) kuzatilgan chastotasini beradi:
Harakatlanish uchun o'xshash tahlil kuzatuvchi va harakatlanuvchi manba (bu holda to'lqin uzunligi doimiy bo'lib turadi, lekin harakat tufayli kuzatuvchi to'lqinlarni qabul qilish tezligi va shu sababli uzatish tezligi to'lqinning [kuzatuvchiga nisbatan] o'zgartirilgan) kuzatilgan chastotasini beradi:
Statsionar kuzatuvchini va tovush tezligida harakatlanadigan manbani faraz qilsak, Dopler tenglamasi kuzatuvchi tomonidan tovush tezligida harakatlanuvchi manba oldida bir lahzali cheksiz chastotani taxmin qiladi. Barcha tepaliklar bir joyda, shuning uchun to'lqin uzunligi nolga, chastota esa cheksizdir. Barcha to'lqinlarning bu qatlami a hosil qiladi zarba to'lqini bu tovush to'lqinlari uchun a sifatida tanilgan sonik bom.
Manba to'lqin tezligidan tezroq harakat qilganda, manba to'lqindan oshib ketadi. Tenglama berishi mumkin salbiy chastota qiymatlari, lekin -500 Hz kuzatuvchiga nisbatan +500 Hz bilan deyarli bir xil.
Lord Rayleigh o'zining klassik ovoz kitobida quyidagi ta'sirni bashorat qilgan: agar manba kuzatuvchiga qarab tovush tezligidan ikki baravar tezroq harakat qilsa, u manbadan chiqarilgan musiqiy asar o'z vaqtida va ohangda eshitiladi, ammo orqaga.[7] Dopler effekti tovush bilan faqat yuqori tezlikda harakatlanadigan narsalarda aniq eshitiladi, chunki musiqiy ohang chastotasining o'zgarishi sekundiga 40 metr tezlikni o'z ichiga oladi va chastotadagi kichik o'zgarishlarni tovushlar amplitudasi o'zgarishi bilan osonlikcha aralashtirib yuborish mumkin. harakatlanuvchi emitentlardan. Nil A Dovni namoyish qildi [8] Doppler effektini harakatlanuvchi ob'ektga ultratovushli (masalan, 40 kHz) emitent yordamida qanday qilib osonroq eshitish mumkin. Keyin kuzatuvchi 40 kHz atrofida diapazonni tinglash uchun ko'plab bat detektorlarida ishlatilgani kabi geterodin chastota konvertoridan foydalanadi. Bunday holda, 2000 gts statsionar emitent uchun chastota berishni sozlagichi detektori bilan, kuzatuvchi butun ohangning chastotasini, 240 gts tezlikni sekundiga 2 metr tezlikda bosib o'tishini sezadi.
Akustik Dopplerning hozirgi profili
An akustik Doppler hozirgi profiler (ADCP) bu gidroakustik joriy hisoblagich a ga o'xshash sonar, o'lchash uchun ishlatiladi suv oqimi tezliklar yordamida chuqurlik oralig'ida Dopler effekti ning tovush to'lqinlari suv ustunidagi zarrachalardan qaytgan. ADCP atamasi barcha akustik oqim profillari uchun umumiy atamadir, garchi bu qisqartirish asboblar seriyasidan kelib chiqqan bo'lsa ham RD asboblari 1980-yillarda. ADCP-larning ish chastotalari diapazoni 38 dankHz bir nechtasiga Megahertz. Ovoz yordamida shamol tezligini profillash uchun havoda ishlatiladigan moslama ma'lum SODAR va xuddi shu asosiy printsiplar asosida ishlaydi.
Robototexnika
Robotlarning harakatlanuvchi to'siqlari bo'lgan murakkab muhitda harakatlanishiga yordam beradigan real vaqtda real vaqtni rejalashtirish rejimi Dopler effektiga yordam beradi.[9] Bunday ilovalar atrof-muhit doimiy ravishda o'zgarib turadigan, masalan robosocer kabi raqobatdosh robototexnika uchun maxsus ishlatiladi.
A sirena o'tishda favqulodda transport vositasi statsionar balandligidan balandroq ko'tariladi, o'tayotganda pastga siljiydi va kuzatuvchidan chekinayotganda statsionar balandligidan pastroq davom etadi. Astronom Jon Dobson ta'sirini shunday izohladi:
Sirena sirpanib ketishining sababi shundaki, u sizni urmaydi.
Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, agar sirena kuzatuvchiga to'g'ridan-to'g'ri yaqinlashsa, balandlik statsionar balandlikdan yuqori bo'lib, transport vositasi uni urmaguncha doimiy bo'lib qoladi va keyin darhol yangi pastki pog'onaga sakraydi. Avtotransport vositasi kuzatuvchining yonidan o'tib ketganligi sababli, radiusli tezlik doimiy bo'lib qolmaydi, aksincha uning ko'rish chizig'i va sirenaning tezligi orasidagi burchakka qarab o'zgaradi:
Relativistik Dopler effekti
Redshift ning spektral chiziqlar ichida optik spektr Quyoshnikiga nisbatan (chapda) uzoq galaktikalar superklasterining (o'ngda)
Elektromagnit to'lqinlar uchun dopler effekti masalan, yorug'lik juda yaxshi ishlatiladi astronomiya va natijada ikkalasi ham ataladi qizil siljish yoki ko'k rang. U tezlikni o'lchash uchun ishlatilgan yulduzlar va galaktikalar yaqinlashmoqda yoki bizdan chekinmoqdalar; bu ularning radial tezliklar. Bu, aslida, bitta yulduz aslida yaqin ekanligini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin ikkilik, yulduzlar va galaktikalarning aylanish tezligini o'lchash uchun yoki ekzoplanetalarni aniqlash. Ushbu qizil siljish va ko'k o'tish juda kichik miqyosda sodir bo'ladi. Agar biror narsa erga qarab harakatlanayotgan bo'lsa, unda ko'zga ko'rinmas yorug'likda sezilarli farq bo'lmaydi
Redshift -ni o'lchash uchun ham foydalanilishini unutmang makonni kengaytirish, ammo bu haqiqatan ham Dopler effekti emas.[11] Aksincha, kosmik kengayish tufayli qizil siljish ma'lum kosmologik qizil siljish, bu faqat sofidan olinishi mumkin Robertson-Walker metrikasi ning rasmiyligi ostida Umumiy nisbiylik. Buni aytib, u erda ham shunday bo'ladi bor kosmologik tarozida aniqlanadigan Dopler effektlari, agar ular kelib chiqishi bo'yicha kosmologik deb noto'g'ri talqin qilinsa, kuzatuvga olib keladi bo'shliqning qizil tomonga siljishi.[12]
Dopler effektidan yorug'lik uchun foydalanish astronomiya bu bizning bilimimizga bog'liq spektrlar yulduzlar bir hil emas. Ular namoyish qilmoqdalar assimilyatsiya chiziqlari qo'zg'atish uchun zarur bo'lgan energiya bilan o'zaro bog'liq bo'lgan aniq belgilangan chastotalarda elektronlar turli xil elementlar bir darajadan ikkinchisiga. Dopler effekti yutilish chiziqlari har doim ham turg'un yorug'lik manbai spektridan olinadigan chastotalarda bo'lmasligi bilan tanib olinadi. Moviy nur qizil nurga qaraganda yuqori chastotaga ega bo'lganligi sababli, yaqinlashayotgan astronomik yorug'lik manbasining spektral chiziqlari ko'k rangni, orqaga chekinayotgan astronomik yorug'lik manbasini esa qizil siljishni namoyish etadi.
Orasida yaqin yulduzlarga nisbatan eng katta radiusli tezliklarni Quyosh +308 km / s (BD-15 ° 4041, shuningdek, LHS 52 deb nomlanadi, 81,7 yorug'lik yili uzoqlikda) va -260 km / s (Woolley 9722, shuningdek, Wolf 1106 va LHS 64 deb nomlanadi, 78,2 yorug'lik yili uzoqlikda). Ijobiy radial tezlik, yulduz Quyoshdan orqaga chekinayotganini, uning yaqinlashayotganidan salbiy ekanligini anglatadi.
Dopller radarlari
Dopler effekti ba'zi turlarida qo'llaniladi radar, aniqlangan narsalarning tezligini o'lchash uchun. Radar nuri harakatlanayotgan nishonga otiladi - masalan. avtoulov, chunki politsiya tezlikni oshirayotgan haydovchilarni aniqlash uchun radardan foydalanadi - u radar manbasiga yaqinlashganda yoki orqaga chekinayotganda. Har bir ketma-ket radar to'lqini avtoulovga etib borish uchun uzoqroq yurishi kerak, aks etmasdan va manbaning yonida aniqlangandan oldin. Har bir to'lqin uzoqlashishi kerak bo'lganligi sababli, har bir to'lqin orasidagi bo'shliq ko'payib, to'lqin uzunligini oshiradi. Ba'zi hollarda, radar nuri harakatlanayotgan mashinaga yaqinlashganda otiladi, bu holda har bir ketma-ket to'lqin kamroq masofani bosib o'tib, to'lqin uzunligini pasaytiradi. Ikkala holatda ham Dopler effektidan hisob-kitoblar avtoulovning tezligini aniq aniqlaydi. Bundan tashqari, yaqinlik fuzesiIkkinchi Jahon urushi davrida ishlab chiqilgan, portlovchi moddalarni kerakli vaqtda, balandlikda, masofada va boshqalarda portlatishda Doppler radariga tayanadi.[iqtibos kerak]
Dopler siljishi nishonga tushgan to'lqinga va shuningdek, radarga qaytarilgan to'lqinga ta'sir qilganligi sababli, harakatlanayotgan nishon tufayli radar tomonidan kuzatiladigan chastotaning o'zgarishi nisbiy tezlik to'lqin chiqaradigan bitta maqsaddan ikki baravar ko'p:Doppler ultratovush tekshiruvi
Rangli oqim ultratovush tekshiruvi (Doppler) uyqu arteriyasi - skaner va ekran
An ekokardiyogram ma'lum chegaralar ichida Dopler effekti yordamida istalgan o'zboshimchalik bilan qon oqimi yo'nalishi va qon va yurak to'qimalarining tezligini aniq baholashi mumkin. Cheklovlardan biri shundaki ultratovush nur iloji boricha qon oqimiga parallel bo'lishi kerak. Tezlikni o'lchash yurak klapanlari sohalarini va funktsiyalarini baholashga, yurakning chap va o'ng tomonlari orasidagi g'ayritabiiy aloqalarga, klapanlar orqali qon oqishini (qopqoq regurgitatsiyasi) va yurak xurujini hisoblash imkonini beradi. yurak chiqishi. Kontrastli ultratovush gaz bilan to'ldirilgan mikrobubble kontrasti vositalaridan foydalanib tezlikni yaxshilash yoki boshqa oqim bilan bog'liq tibbiy o'lchovlarni qo'llash mumkin.[14][15]
"Dopler" tibbiy tasvirda "tezlikni o'lchash" bilan sinonimga aylangan bo'lsa-da, ko'p hollarda qabul qilingan signalning chastota siljishi (doppler siljishi) emas, balki fazaviy siljish (qachon qabul qilingan signal keladi).[4-bet]
Qon oqimining tezligini o'lchash boshqa sohalarda ham qo'llaniladi tibbiy ultratovush tekshiruvi, kabi akusherlik ultratovush tekshiruvi va nevrologiya. Dopler effekti asosida tomirlar va tomirlardagi qon oqimining tezligini o'lchash qon tomir muammolarini aniqlash uchun samarali vosita hisoblanadi. stenoz.[16]
Oqim o'lchovi
Kabi asboblar Doppler velosimetrli lazer (LDV) va akustik Doppler velosimetr (ADV) o'lchash uchun ishlab chiqilgan tezliklar suyuqlik oqimida. LDV yorug'lik nurini chiqaradi va ADV ultratovushli akustik portlashni hosil qiladi va oqim bilan harakatlanuvchi zarrachalarning aks etishi to'lqin uzunliklarida Dopler siljishini o'lchaydi. Haqiqiy oqim suv tezligi va fazasi funktsiyasi sifatida hisoblanadi. Ushbu texnika intruziv bo'lmagan oqimlarni yuqori aniqlikda va yuqori chastotada o'lchashga imkon beradi.
Tezlik profilini o'lchash
Dastlab tibbiy qo'llanmalardagi tezlikni o'lchash uchun ishlab chiqilgan (qon oqimi) ultratovushli doppler velosimetriyasi (UDV) suspenziyadagi chang, gaz pufakchalari, emulsiyalar kabi zarrachalarni o'z ichiga olgan deyarli har qanday suyuqlikdagi real tezlik rejimini real vaqtda o'lchashi mumkin. Oqimlar pulsatsiyalanuvchi, tebranuvchi, laminar yoki turbulent, harakatsiz yoki vaqtinchalik bo'lishi mumkin. Ushbu texnik to'liq invaziv emas.
Sun'iy yo'ldoshlar
Balandlik burchagiga bog'liq bo'lgan mumkin bo'lgan Dopler o'zgarishi (LEO: orbitaning balandligi = 750 km). Ruxsat etilgan yer stantsiyasi.[17]
Dopler effektlari uchun geometriya. O'zgaruvchilar: mobil stantsiyaning tezligi, sun'iy yo'ldoshning tezligi, sun'iy yo'ldoshning nisbiy tezligi, sun'iy yo'ldoshning balandlik burchagi va sun'iy yo'ldoshga nisbatan harakatlanish yo'nalishi.
Dopler effekti mobil kanalga. O'zgaruvchilar: tashuvchining chastotasi, mobil stantsiyaning harakatlanishi sababli maksimal Dopler smenasi (qarang) Doppler spred) va - bu sun'iy yo'ldoshning harakatlanishi sababli qo'shimcha Doppler siljishi.
Dopler almashinuvidan foydalanish mumkin sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi kabi Tranzit va DORIS. Buning o'rnini qoplash kerak sun'iy yo'ldosh aloqasi Tez harakatlanuvchi sun'iy yo'ldoshlar er usti stantsiyasiga nisbatan o'nlab kiloherts Dopler smenasiga ega bo'lishi mumkin. Dopler ta'sirining tezligi, shu bilan erning egriligi tufayli o'zgaradi. Yo'ldosh doimiy chastota signalini qabul qilishi uchun signalning chastotasi tobora o'zgarib turadigan dinamik Doppler kompensatsiyasi qo'llaniladi.[18] Doperni siljitish ishga tushirilishidan oldin ko'rib chiqilmaganligini tushunib etgach Gyuygens tekshiruvi 2005 yil Kassini-Gyuygens missiya, zond traektoriyasi yaqinlashish uchun o'zgartirildi Titan shunday qilib, uning uzatilishi Kassiniga nisbatan harakat yo'nalishiga perpendikulyar ravishda o'tib, Dopler siljishini ancha kamaytirdi.[To'g'ridan-to'g'ri yo'lning dopler bilan siljishini quyidagi formula bo'yicha taxmin qilish mumkin:qayerda mobil stantsiyaning tezligi, tashuvchining to'lqin uzunligi, sun'iy yo'ldoshning balandlik burchagi va sun'iy yo'ldoshga nisbatan harakatlanish yo'nalishi.Sun'iy yo'ldoshning harakatlanishi sababli qo'shimcha Doppler siljishini quyidagicha tavsiflash mumkin:qayerda sun'iy yo'ldoshning nisbiy tezligi.
A lazerli doppler vibrometri (LDV) tebranishni o'lchash uchun kontaktsiz vosita. LDV dan lazer nurlari qiziqish yuzasiga yo'naltiriladi va tebranish amplitudasi va chastotasi sirt harakati tufayli lazer nurlari chastotasining Doppler siljishidan olinadi.
Rivojlanish biologiyasi
Davomida segmentatsiya ning umurtqali hayvonlar embrionlar, ning to'lqinlari gen ekspressioni taxmin qilingan narsalarni supurib tashlang mezoderma, ning kashshoflari bo'lgan to'qima umurtqalar (somitlar) hosil bo'ladi. To'lqin paydo bo'lganda yangi somite hosil bo'ladi oldingi prezomitik mezodermaning oxiri. Yilda zebrafish, segmentatsiya paytida presomitik mezodermaning qisqarishi Dopller ta'siriga olib kelishi ko'rsatildi, chunki to'qimalarning oldingi uchi to'lqinlarga o'tadi. Ushbu Dopler effekti segmentatsiya davriga hissa qo'shadi.[5-bet]
Teskari Doppler effekti
1968 yildan beri kabi olimlar Viktor Veselago teskari doppler effekti haqida taxmin qilishdi. Dopler siljishining kattaligi to'lqin harakat qilayotgan muhitning sinishi ko'rsatkichiga bog'liq. Ammo ba'zi materiallar bunga qodir salbiy sinish, bu an'anaviy Doppler smenasiga qarama-qarshi yo'nalishda ishlaydigan Doppler siljishiga olib kelishi kerak.[21] Ushbu ta'sirni aniqlagan birinchi tajriba Nayjel Seddon va Trevor Bearpark tomonidan o'tkazildi Bristol, Birlashgan Qirollik 2003 yilda.[6-bet] Keyinchalik teskari doppler effekti ba'zi bir hil bo'lmagan materiallarda kuzatilgan va Vavilov-Cherenkov
Xulosa
Men bu mavzuni o’rganish davomida juda ham ko’plab ma’lumotlarga ega bo’lib oldim. ya’ni ChERENKOV-VAVILOV NURLANISHI, Cherenkov— Vavilov effekti — tez harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar (elektronlar, protonlar, mezonlar va b.) biror moddadan oʻtganda sodir boʻladigan yorugʻlik nurlanishi. SM. Vavilov tashabbusi bilan P. A. Cherenkov radiyning unurlari taʼsirida toza suyuklikning yorugʻlanishini kuzatayotib kashf etgan (1934). Bu hodisani 1937-y. da N. Ye. Tamm va I. M. Frank nazariy tomondan tushuntirib berganlar. Zichligi katta moddadagi elektronlarning nurlanish sodir qilishi uchun bir necha yuz ming eV protonlar shunday tezlikka erishishi uchun 10 mln. eV energiya kerak boʻladi (chunki protonning massasi elektronnikidan ancha ogʻir).
Cherenkov-vavilov nurlanishi —V. n. ning oʻziga xos xususiyati uning yoʻnalganligi: yorugʻlik har tomonga nurlanmay, balki zarraning harakat trayektoriyasi bilan oʻtkir burchak hosil qiladigan yoʻnalishda nurlanadi. Nurlanish burchagi v kuyidagi munosabatga boʻysunadi: Burchak v ni topib, zarra tezligini aniklash mumkin. Cherenkov-vavilov nurlanishi —V. n. tez zarra (elektron, proton, mezon)larning tezligini oʻlchash va harakat yoʻnalishini aniklashda qoʻllanadi.
Biz oddiy shaklida Doppler effekti deb hisoblayotgan bo'lsangiz, uni ta'kidlash lozim jismoniy hodisa uni qabul oluvchidan signal manbai harakati miqdori nisbatan signal chastotasi o'zgarishlarni ta'riflaydi
Bunday xususiyatlari Doppler effekti akustik to'lqinlar kelib chiqishi bilan bog'liq, shuningdek, namoyon, va elektromagnit to'lqinlarining, manba yoki qabul qilish harakat bog'liq emas chastota ofset hodisaning elektromagnit to'lqinlar taqdirda bundan mustasnodir.
|
| |