Kikokotoo cha Athari ya Doppler: Shift ya Mawimbi ya Mawimbi

Athari ya Doppler inaeleza jinsi mzunguko wa wimbi hubadilika wakati chanzo au mwangalizi anasogea kuhusiana na wastani. Hii ndiyo sababu king'ora kinasikika kwa sauti ya juu zaidi gari la wagonjwa linapokaribia na kwa sauti ya chini linapopungua. Kuelewa athari ya Doppler ni muhimu katika acoustics, rada, astronomy, na ultrasound ya matibabu.

Mfumo

Kwa mawimbi ya sauti (chanzo kusonga, mwangalizi wa stationary):

Observed Frequency = Source Frequency × (Speed of Sound) / (Speed of Sound ± Source Velocity)

Tumia ishara ya kutoa ikiwa chanzo kinakaribia, pamoja na ikiwa kitapungua.

Kwa mawimbi ya mwanga (relativistic Doppler):

Observed Frequency = Source Frequency × √((1 - β) / (1 + β))

Ambapo β = kasi / kasi ya mwanga.

Mfano Kazi

king'ora cha gari la wagonjwa kinatoa 1,000 Hz. Sauti husafiri kwa kasi ya 343 m/s angani. Ambulensi inakaribia 30 m / s.

Observed Frequency = 1,000 × 343 / (343 - 30)
                   = 1,000 × 343 / 313
                   = 1,000 × 1.096
                   = 1,096 Hz

King'ora kinachokaribia kinasikika karibu 9.6%. Baada ya kupita na kupungua kwa 30 m / s:

Observed Frequency = 1,000 × 343 / (343 + 30)
                   = 1,000 × 343 / 373
                   = 920 Hz

Kupungua kutoka 1,096 Hz hadi 920 Hz ni kubwa - kuhusu mabadiliko ya 176 Hz.

Maombi

Rada na Bunduki za Mwendo kasi: Hutoa mawimbi ya redio, kupima mabadiliko ya marudio katika mawimbi yaliyoakisi ili kukokotoa kasi ya gari.

Astronomia: Nyota zinazosonga kuelekea Duniani zinaonyesha mabadiliko ya buluu (masafa ya juu zaidi). Nyota zinazosonga mbele zinaonyesha mabadiliko nyekundu (masafa ya chini). Hii ilifunua kwamba ulimwengu unapanuka.

Upigaji picha wa Ultrasound: Doppler ultrasound hupima mtiririko wa damu kwa kugundua mabadiliko ya mara kwa mara ya mawimbi yanayoakisi kutoka kwa kusonga kwa seli nyekundu za damu.

Ufahamu Muhimu

Athari ya Doppler inategemea tu mwendo wa jamaa. Kiangalizi kisichosimama na chanzo kinachokaribia hutoa athari sawa na chanzo kisichosimama na mwangalizi anayekaribia (ingawa hesabu hutofautiana kidogo).

#Vidokezo

Kwa kasi zisizo za uhusiano (polepole sana kuliko mwanga), tumia fomula ya sauti. Kwa kasi nyepesi au ya juu sana, tumia fomula ya relativitiki. Athari inajulikana zaidi kwa mawimbi ya juu-frequency na kasi ya juu.

Tumia Kikokotoo chetu cha Athari ya Doppler kupata masafa yanayotazamwa kwa chanzo chochote na kasi ya mwangalizi.