Doppler ef

Doppler effekti

Doppler effekti (yoki Doppler siljishi), toʻlqin manbayi bilan oʻzaro nisbiy harakatlanayotgan kuzatuvchiga nisbatan toʻlqin chastotasi yoki toʻlqin uzunligining oʻzgarish hodisasi. Bu hodisani 1842-yilda avstriyalik fizik olim Christian Doppler tasvirlab bergan, va uning sharafiga bu hodisa "Doppler effekti" (Doppler taʼsiri) nomi bilan fanga kiritilgan.

Dopller siljishiga oddiy misol, harakatlanayotgan transport vositasining kuzatuvchi (odam)ga yaqinlashganda va uzoqlashganda undan chiqadigan tovushning o'zgarishini keltirish mumkin. Chiqarilgan chastota bilan taqqoslaganda, qabul qilinadigan chastota yaqinlashganda yuqori bo'ladi, o'tish vaqtida bir xil bo'ladi va turg'unlik paytida past bo'ladi.^[1]

Manba harakati natijasida to'lqin
uzunligining o'zgarishi.

Dopler effektining yuzaga kelish sababi shundaki, to'lqinlar

_manbai kuzatuvchiga qarab harakatlanayotganda, har bir ketma- _{sirenning ohangdorligi pasayganidan ko'ra}
^ket to'lqin kresti oldingi to'lqinning zarbasidan ko'ra kuzatuvchiga ^bala_nd^{roq ov}_o^{z c}_h^iqa_r^ishi_nⁱ _k^o_'^rsata_d^igan yaqinroq joyda chiqariladi. Shuning uchun har bir to'lqin oldingi ^{animatsiya. Pushti doiralar tovush}
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 olish kerak.

Tarix

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 va chiqadigan chastota o'rtasidagi munosabat: ^[3]

Utrechtda (2019) devorda tasvirlangan bu to'lqinlarning tarqalish tezligi; ^{Buys Ballotning eksperimenti (1845)}
muhitganisbatanqabulqiluvchiningtezligi,agar qabul qilgich manba tomon harakat qilsa ga qo'shiladi( + ), qabul qilgich manbadan uzoqlashganda ayriladi( - );
muhitga nisbatan manba tezligi, agar manba qabul qiluvchidan uzoqlashayotgan bo'lsa ga qo'shiladi, manba qabul qiluvchiga qarab harakatlanayotgan bo'lsa dan ayriladi, chegirib tashlanadi.

Shuni esdatutishkerakki, bu munosabatlar manbayoki qabul qiluvchidan birontasi bir biridan uzoqlashganda chastotani pasayishini taxmin qiladi.

Ekvivalent formula:

qayerda

to'lqinning tezligi qabul qiluvchiga nisbatan; to'lqinning manbaga nisbatan tezligi;
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 va tezliklar to'lqin tezliklari bilan solishtirganda kichik bo'lsa, unda kuzatilgan chastota _{va chiqarilgan chastot o'rtasidagi munosabat q}^u_{yidagicha bo'ladi} [3]