يادداشت هاي دبير فيزيك

.

در سال 1842 کریستیان یوهان دوپلر گفت که رنگ اجسام نورانی باید در اثر حرکتشان نسبت به ناظر تغییر کند. این پدیده، که پدیده دوپلر نامیده می‌شود، برای همه امواج درست است. خود دوپلر به کاربرد این اصل در امواج صوتی اشاره کرده است. در سال 1845، بایز بالوت در هلند " با استفاده از یک لوکوموتیو که واگن روبازی شامل چندین ترومپت نواز را حمل می‌کرد" این پدیده را عملا آزمود.

بارزترین مثال آن حرکت اتومبیل آتش نشانی یا آمبولانس است که از دور با آژیر نزدیک می‌شود و عبور می‌کند و سپس دور می‌شود. وقتی که ماشین(محرک) به ما نزدیک می شود فرکانس دریافتی (در مقایسه با فرکانس گسیل شده از منبع) افزایش می‌یابد یا طول موجی که باید به ما برسد کوتاه تر می شود در نتیجه باید فاصله کمتری را طی کند. در لحظهٔ عبور این فرکانس با فرکانس گسیل شده از منبع برابر می‌شود، وقتی که ماشین دور می‌شود فرکانس دریافتی با دور شدن ماشین کاهش می‌یابد یا طول موج نت بیشتر شده چون باید فاصله ی بیشتری را طی کند. بدیهی است هر چه ماشین سریعتر حرکت کند تغییر طول موج بیشتر خواهد بود. به بیان ساده‌تر آمبولانسی که به فرد ساکن نزدیک می‌شود ظاهرا دارای آژیر تندتری است و وقتی از وی دور می‌شود دارای آژیر کندتر به نظر می‌رسد.

اثر دوپلر در امواج

اثر دوپلر تغییر در طول موج و در نتیجه دربسامد)است که می‌تواند از حرکت منبع و یا از حرکت ناظر یا هر دو نشات بگیرد.

این امواج می‌توانند:

امواج آب (آشفتگی مکانیکی‌ای که مثلا با انداختن یک سکه کوچک در ظرف آب ایجاد می شود، موجی دایره‌ای بوجود می‌آورد که از آن نقطه به اطراف گسیل می‌شود. تعدادی سکه که بطور متوالی در یک نقطه انداخته شوند، یک رشته فیزیک امواج دایره‌ای هم‌‌مرکز ایجاد می‌کنند. اما وقتی چشمه حرکت می‌کند، برای مثال هنگامی که سکه‌ها از دستی رها می‌شوند که بر فراز ظرف حرکت می‌کند، فیزیک امواج دایره‌ای حاصل دیگر هم‌مرکز نیستند.

فشار_ صوت (خفاش‌ها ، برای اینکه با استفاده از پژواک جای یکدیگر و همچنین جای حشرات و شکار خود را تشخیص دهند، از طریق گسیل فیزیک امواج صوتی بسیار ریزی که معمولا برای گوش انسان قابل شنیدن نیست، به اثر دوپلر وابسته‌اند.

یا نور باشند.

. اثر دوپلر در صوت

وقتی صدای آژیر آمبولانسی را که در حال نزدیک شدن به شماست، می شنوید و توجه می کنید که صدای آن ناگهان پس از دور شدن آمبولانس از شما کم می شود، در واقع اثر دوپلر را تجربه کرده اید.

وقتی منبع صدایی از کنار شما رد می شود، افت قابل توجهی در میزان صدای دریافتی توسط شما وجود خواهد داشت.

تغییرات طول موج در اثر دوپلر

سرعت صوت توسط محیطی که صوت در آن حرکت می کند، تعیین می شود؛ بنابراین برای منبع متحرک نیز همان مقدار را دارد. اما فرکانس و طول موج تغییر می کنند. طول موج برای منبع متحرک با روابط زیر داده می شود:

برای منبع در حال دور شدن، طول موج زیاد می شود:

برای منبع در حال نزدیک شدن، طول موج کم می شود:

              کاربرد اثر دوپلر

• خفاشها ، برای اینکه با استفاده از پژواک جای یکدیگر و همچنین جای حشرات و شکار خود را تشخیص دهند، از طریق گسیل فیزیک امواج صوتی بسیار ریزی که معمولا برای گوش انسان قابل شنیدن نیست، به اثر دوپلر وابسته‌اند. 
• سرعت سنجی دوپلری ، روشی است که در آن نمایه سرعت در شاره با اندازه‌ گیری تغییر فرکانس علامت گسیل شده و دریافت شده ، به کمک بلورهای مبدل ، بازسازی می‌شود.
• کاربرد چشمگیر روش سرعت‌سنجی دوپلری در پزشکی و در تشخیص بی‌نظمی‌های جریان خون در اندام زنده است که با استفاده از یک کاونده فراصوتی که به همراه سوند وارد سرخرگ می‌شود، تحقق می‌یابد. 
• آشکارسازهای سرعت در خودروهای پلیس از اثر دوپلر برای امواج الکترومغناطیسی ، با فرکانسهایی که در چند نوار بسامدی میکروموج در نظر گرفته شده‌اند، استفاده می‌کنند.