referat, referate , referat romana, referat istorie, referat geografie, referat fizica, referat engleza, referat chimie, referat franceza, referat biologie
 
Astronomie Istorie Marketing Matematica
Medicina Psihologie Religie Romana
Arte Plastice Spaniola Mecanica Informatica
Germana Biologie Chimie Diverse
Drept Economie Engleza Filozofie
Fizica Franceza Geografie Educatie Fizica
 

Efectul doppler

Categoria: Referat Fizica

Descriere:

Pentru a exprima cantitativ modificarea frecventei în efectul Doppler se noteaza cu u viteza de deplasare a sursei S fata de receptor, cu S frecventa undelor emise de sursa si cu R frecventa undelor masurate de receptor. Undele studiate se propaga cu viteza v in mediul în care se gasesc sursa si receptorul; aceasta viteza fiind o caracteristica a mediului respectiv nu este afectata de miscarea sursei sau a receptorului...

Varianta Printabila 


1

Efectul Doppler

 

 

 

          Unda emisă de o sursă de oscilaţii se propagă de la sursă pānă la receptorul care o detectează. Prin detectarea undei se īnţelege măsurarea unei anumite mărimi caracteristice ei, de exemplu, frecvenţa undei. Dacă sursa şi receptorul sunt īn repaus unul faţa de celalalt, frecvenţa undei măsurată de receptor este egală cu frecvenţa undei emisă de sursă. Aşa se īntāmplă atāt cu undele sonore cāt şi cu cele luminoase. Dacă īnsă sursa de oscilaţii este īn mişcare faţa de receptor, frecvenţa undei măsurată de receptor diferă de  aceea a undei emisă de sursa de oscilaţii. Acest fapt care se observă cānd sursa şi receptorul sunt īn mişcare unul faţă de celălalt, se numeşte efectul Doppler; acest efect este foarte important atāt īn ştiinţă cāt şi īn tehnică.

          Explicaţia efectului Doppler se va face folosind figura 1. care redă undele sferice ce izvorăsc din sursa de oscilaţii S. Dacă sursa se mişcă, de exemplu din S in S, undele sferice emise succesiv, se apropie unele de altele in sensul de mişcare al sursei. Distanţa dintre suprafeţele sferice de egala fază reprezintă lungimea de undă; se observă astfel că la receptorul R staţionar, ajung īn unitatea de timp, unde cu suprafeţele sferice mai apropiate īntre ele īn comparaţie cu situaţia īn care sursa ar fi īn repaus faţă de receptor. Īntrucāt suprafeţele de egală fază sunt aparent mai apropiate, lungimea de unda aparenta la este mai mica şi deci frecvenţa undelor măsurată de receptor este īn acest caz mai mare. Dacă sursa este staţionară, iar receptorul se deplasează către sursa S, ca īn figura 2., acesta īntālneşte īn unitatea de timp mai multe unde sferice, decāt dacă receptorul ar fi fost fix şi undele ar fi ajuns la el. Ca urmare receptorul īn mişcare către sursă detectează o frecvenţa mai mare.

Īn consecinţă, frecvenţa detectată de receptor creşte dacă mişcarea relativă a sursei faţă de receptor, receptorul fiind īn poziţia R’ in figura1., printr-un raţionament analog cu acela făcut mai īnainte, se ajunge la concluzia că frecvenţa măsurată de receptor scade. Dacă sursa stă pe loc iar receptorul R’ se deplasează, īn situaţia figurii 2, de la dreapta spre stānga, depărtāndu-se de sursă, undele sferice ajung la receptor mai rar in timp, decāt dacă receptorul ar fi fost īn repaus şi deci acesta detectează o frecvenţa mai mică. Prin urmare, frecvenţa detectată scade, daca mişcarea relativă a sursei faţă de receptor īi depărtează pe unul de celălalt.

          Pentru a exprima cantitativ modificarea frecvenţei īn efectul Doppler se notează cu u viteza de deplasare a sursei S faţă de receptor, cu nS frecvenţa undelor emise de sursă si cu nR frecvenţa undelor măsurate de receptor. Undele studiate se propagă cu viteza v in mediul īn care se găsesc sursa şi receptorul; această viteză fiind o caracteristică a mediului respectiv nu este afectată de mişcarea sursei sau a receptorului.

          Īn timpul t sursa emite nS*t şi, dacă sursa ar fi fixă, aceste unde ar parcurge distanţa v*t. Lungimea de undă se obţine ca raportul intre distanţa v*t parcursă si numărul de unde care acoperă această distanţa adică

1

Relaţia obţinută este binecunoscută, dar ea a fost stabilită printr-un raţionament nou care va fi folosit īn cazul īn care există mişcarea sursei sau a receptorului.

          Dacă sursa se deplasează către receptor cele nS*t unde emise de sursa se vor răspāndi īntr-un spaţiu mai mic decāt v*t, deoarece īn timpul t sursa īnsăşi s-a deplasat cu distanţa u*t. Aceasta īnseamnă că numărul de unde nS*t emise de sursă īn timpul t se vor găsi īn spaţiul v*t-u*t , iar lungimea de undă aparentă, definită ca raportul īntre spaţiul v*t-u*t si numărul de unde nS*t este

 

Frecvenţa corespunzătoare lungimii de undă la este frecvenţa măsurată de receptor nR.

 

          Dacă sursa se depărtează de receptor, numărul de unde nS*t se īntind pe distanţa v*t+u*t; lungimea de undă aparentă este īn acest caz la =(v+u)/ nS. Adoptānd convenţia că u este pozitiv pentru mişcarea sursei către receptor şi negativ cānd sursa se īndepărtează de receptor, relaţia (1) este aplicabilă şi īn acest caz.

          Presupunānd apoi că receptorul se mişcă spre sursă cu viteza u’, viteza sa relativă faţă de unde este v+u’, iar numărul de unde pe care receptorul le īntālneşte īn timpul t este (v+u’)t/la īn care la=v/nS. Frecvenţa  măsurată de receptor este

 

Dacă receptorul se depărtează de sursă, la el ajung mai puţine unde īn timpul t, (v-u’)t/la, şi deci frecvenţa măsurata de receptor va fi  (v-u’)la. Convenţia ca u’ să fie pozitiv cānd receptorul se apropie de sursa si negativ cānd se depărtează de sursă, face ca relaţia (2) să se aplice şi īn acest caz.

          Īn cazul īn care atāt sursa cāt si receptorul sunt īn mişcare unul faţă de altul, relaţia generală este

 

care se reduce la (1) pentru u=0 (R staţionar) şi la (2) pentru u=0 (S staţionar). Īn rezumat frecvenţa măsurată creşte  nR>nS, la apropierea relativă, adică fie pentru u>0 fie pentru u’>0 şi frecvenţa măsurată scade, nR<nS, la depărtarea relativă, adică fie pentru u<0 fie pentru u’<0.

          Aceste rezultate sunt aplicabile īn multe cazuri. De exemplu pentru undele sonore un observator percepe o frecvenţă mai mare, adică sunete mai īnalte dacă sursa de sunete se apropie de el si o frecvenţă mai mică, adică sunete mai joase, dacă sursa se depărtează.

          Efectul Doppler este foarte important īn astronomie unde prin măsurarea frecvenţei radiaţiilor care provin de la stele sau galaxii īndepărtate se poate stabili mişcarea acestora faţă de planeta noastră. Prin astfel de măsurători se obţine īntotdeauna  o frecvenţă mai mică a radiaţiilor luminoase caracteristice aştrilor respectivi. Aceasta īnseamnă că lungimea de undă măsurată este mai mare decāt cea reala; cu alte cuvinte are loc o deplasare spre „roşu” a radiaţiilor luminoase respective) lumina roşie are lungimea de undă cea mai mare īn domeniul vizibil). Valoarea variaţiei frecvenţei creşte cu distanţa de la Pămānt, ceea ce sugerează că īntregul Univers este īn expansiune, adică toţi aştrii se īndepărtează spre limitele Universului, cu viteze din ce īn ce mai mari pe măsură ce sunt mai depărtaţi de Pămānt. Aceasta este o problema majora a cosmologiei şi studiul ei se bazează īn principal pe efectul Doppler.

Referat oferit de www.ReferateOk.ro
Home : Despre Noi : Contact : Parteneri  
Horoscop
Copyright(c) 2008 - 2012 Referate Ok
referate, referat, referate romana, referate istorie, referate franceza, referat romana, referate engleza, fizica