STRONA GŁÓWNA NA POCZĄTKU... ODPYCHANIE KOSMICZNE SUPER WSZECHŚWIAT EKSPANSJA EWOLUCJA WSZECHŚWIATA PROMIENIOWANIE TŁA

Efekt Dopplera

Jeżeli obiekt będący źródłem jakiejkolwiek fali porusza się względem obserwatora, to obserwator odbiera falę o innej częstotliwości niż wypromieniowana. Częstotliwość jest wyższa przy wzajemnym zbliżaniu się źródła i odbiornika, a niższa przy wzajemnym oddalaniu się.

Rozważmy - stosują prawa fizyki klasycznej - przypadek gdy nadajnik N porusza się w kierunku nieruchomego odbiornika O z prędkością V.

Oznaczmy chwilę w której czoło C1 impulsu fali opuszcza nadajnik N, za pomocą to. Po opuszczeniu nadajnika impuls fali z szybkością c dąży w kierunku odbiornika O. Czoło C1 impulsu dobiegnie do odbiornika O w chwili t1 po przebyciu drogi l. Wówczas:

Do chwili gdy koniec C2 impulsu opuści nadajnik N upływa czas równy okresowi TN impulsu fali. Droga którą koniec fali musi przebyć od nadajnika N do odbiornika O skróci się o długość VTN przebytą przez nadajnik w czasie TN.
Wobec tego chwila t2, w której C2 znajdzie się w O będzie:

Obserwator w O stwierdził że czas pomiędzy przejściem początku C1 a końcem C2 impulsu wynosi:

Przedział czasu TO będzie dla obserwatora okresem odbieranej fali. Jest on krótszy od okresu TN i ta różnica czasu to właśnie efekt Dopplera. Częstotliwość fali jest to ilość impulsów fali w ciągu jednej sekundy. Jeżeli okres odbieranej fali jest krótszy od nadawanego to częstotliwość odbieranej fali jest większa. Częstotliwość fali jest odwrotnością jej okresu. Oznaczając częstotliwość fal wysyłanych przez nadajnik i odbieranych przez odbiornik znakami fN i fO otrzymujemy wzór na częstotliwość odbieraną przez obserwatora dla przypadku gdy obiekt zbliża się:

wzor_f.jpg - 17179

 Bytes


Oraz wzór na częstotliwość odbieraną przez obserwatora gdy obiekt oddala się:


Podane tu wzory na odbieraną częstotliwość nadajników oddalających i przybliżających się są aktualne wyłącznie dla przypadków gdy obserwator znajduje się na lini wyznaczającej kierunek poruszania się nadajnika.


Poniżej podany jest wzór dla wszystkich przypadków poruszania się nadajnika i odbiornika względem siebie.
Wzór ten uwzględnia jeszcze, efekt dylatacji czasu, który jest konsekwencją niezmienniczości prędkości światła w inercjalnych układach odniesienia. Krótko mówiąc jest to wzór relatywistyczny, który stoi tutaj w sprzeczności z klasycznym.

wzor_dop.jpg - 61628 Bytes
Gdy częstotliwość rośnie przy wzajemnym zbliżaniu się źródła i obserwatotora, mówimy że barwa światła przesuwa w kierunku fioletu. Gdy częstotliwość maleje przy wzajemnym oddalaniu się, mówimy że barwa przesuwa się w kierunku czerwieni.

Zjawisko Dopplera wystepuje także w akustyce. Z zjawiskiem Dopplera spotykamy się słuchając dżwięku przejeżdżających obok nas pojazdów. Gdy pojazd zbliża się, częstotliwości dźwięków generowanych przez pojazd rosną, gdy oddala się, maleją.

Odwiedź też stronę "Przesunięćie ku czerwieni"

Zobacz efekt dopplera w Wikipedii

Opracował: Romuald Kurjańczyk