ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ, изменение частоты колебаний или длины волн, воспринимаемых наблюдателем (приёмником колебаний), вследствие движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Д. э. имеет место при любом волновом процессе распространения энергии. Осн. причина Д. э. - изменение числа волн, укладывающихся на пути распространения между источником и приёмником. При сохранении длины волн, испускаемых источником, это приводит к изменению числа волн, достигающих приёмника в каждую секунду, т. е. к изменению частоты принимаемых колебаний.
Для упругих волн (звуковых, сейсмических) и в общем случае для электромагнитных волн (света, радиоволн) изменение частоты зависит от скорости и направления движения источника и наблюдателя относительно среды, в к-рой распространяется волна. Особый случай составляет распространение электромагнитных волн в свободном пространстве (вакууме). В этом случае изменение частоты определяется только скоростью и направлением движения источника и наблюдателя относительно друг друга, что является следствием принципа относительности Эйнштейна (см. Относительности теория).
Д. э. для звуковых волн может наблюдаться непосредственно. Он проявляется в повышении тона звука, когда источник звука и наблюдатель сближаются (за 1 сек наблюдатель воспринимает большее число волн), и соответственно в понижении тона звука, когда они удаляются.
Рассмотрим Д. э. для монохроматич. электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве. Если источник неподвижен относительно наблю-.дателя, то в системе отсчёта, связанной с наблюдателем, волна имеет ту же длину Хо = C/v0, что в системе источника (с -скорость света в вакууме, v0 - частота излучаемых колебаний). Если источник равномерно движется относительно наблюдателя со скоростью v, направленной под углом а к наблюдаемому лучу, то в системе наблюдателя длина волны изменится. Вдоль наблюдаемого луча изменение длины волны равно приращению расстояния за время 1/v0 (за период излучаемого колебания):
В формуле (1) X- длина принимаемой волны, Х0 -длина испускаемой волны,
В = v/c. Множитель КОРЕНЬ( 1 - В2 ) учитывает замедление времени в системе движущегося источника, в результате к-рого измеренное значение частоты v0 одного и того же колебания в системе наблюдателя оказывается ниже, чем в системе источника v0 (в этом сказывается различие течения времени в системах движущегося источника и наблюдателя - эффект спец. теории относительности). Уравнение (1) позволяет найти частоту колебаний, воспринимаемых наблюдателем .
При движении источника к наблюдателю (а = 0, cos a = 1) или от наблюдателя (а = л, cos a = -1) имеет место продольный Д. э.:
При сближении источника и наблюдателя частота v принимаемых колебаний возрастает, при удалении - убывает. Продольный Д.э. даёт максимально возможное изменение частоты при данной скорости.
Если источник движется вокруг наблюдателя по окружности [в формуле (2) a = ±п/2, cos a=0], то и в этом случае воспринимаемая частота отличается от излучаемой
хотя число длин волн, укладывающихся на пути распространения, остаётся неизменным. Формула (4) определяет поперечный Д. э., обусловленный разным ходом времени в системах источника и наблюдателя. Поперечный Д. э. является эффектом второго порядка малости относительно v/c и наблюдать его значительно труднее, чем продольный. В случае сравнения частот в одной системе отсчёта, как, напр., при радиолокации, поперечный Д. э. отсутствует.
В тех случаях, когда показатель преломления п среды, в к-рой движется источник, отличается от 1 и зависит от частоты, значение воспринимаемой частоты соответствует решению уравнения
где п (у) - показатель преломления, зависящий от частоты v. В области частот, где эта зависимость выражена очень резко (см. Дисперсия волн), уравнение (5) может иметь неск. решений (сложный Д. э.).
В среде с изменяющимся во времени показателем преломления Д. э. возникает и при неподвижных друг относительно друга источнике и приёмнике. Подобное явление может иметь место при космич. связи, когда радиолуч проходит через ионосферу Земли с переменным показателем преломления.
Понятие Д. э. обобщается и на изменение частоты электромагнитного излучения в гравитационном поле (эффект теории тяготения Эйнштейна). Напр., нек-рая линия солнечного спектра с частотой Vo будет наблюдаться на Земле как линия с частотой
где ф1 и ф2 - гравитационные потенциалы Солнца и Земли (ф1 и ф2<0). При наблюдении на Земле излучения Солнца и звёзд линии смещаются под действием гравитации в область более низких частот, Т. К. |ф1| > |ф2|.
Д. э. наяван в честь австр. физика К. Доплера, обосновавшего теоретически (1842) этот эффект в акустике и оптике. Рус. физик В. А. Михельсон распространил его на случай среды с переменными параметрами (1899). Существование поперечного Д. э. было экспериментально подтверждено амер. физиками Г. Айвсом и Д. Стилуэллом (1938).
С момента открытия Д. э. используется для определения лучевых скоростей звёзд и вращения небесных тел. Изучение доплеровского смещения линий в спектрах удалённых галактик привело к представлению о расширении Метагалактики (см. Красное смещение, Космология). По доплеровскому уширению спектральных линий в оптическом и радиодиапазонах методами спектроскопии определяются тепловые скорости атомов и ионов в звёздных атмосферах и межзвёздном газе, изучается структура внегалактич. радиоисточников. В радиолокации и гидролокации Д. э. служит для определения скорости движения цели. Д. э. используется также в космич. навигации. В радиолокационной астрономии с помощью Д. э. разделяют отражения от участков поверхности небесного тела с различными лучевыми скоростями.
Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, М., 1967 (Теоретическая физика, т. 2); Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); франк И. М., Эффект Доплера в преломляющей среде, "Изв. АН СССР. Серия физическая", 1942, № 1 - 2; Сколник М., Введение в технику радиолокационных систем, пер. с англ., М., 1965.
О. Я. Ржига.
Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»
изменение частоты колебаний или длины волн, воспринимаемых наблюдателем (приёмником колебаний), вследствие движения источника волн и наблюдател... смотреть
изменение частоты колебаний w или длины волны l, воспринимаемой наблюдателем, при движении источника колебаний и наблюдателя относительно друг ... смотреть
изменение воспринимаемой частоты колебаний, обусловленное движением источника или приемника волн либо и того и другого; впервые теоретически обоснован ... смотреть
ДОПЛЕРА ЭФФЕКТизменение воспринимаемой частоты колебаний, обусловленное движением источника или приемника волн либо и того и другого; впервые теоретически обоснован в 1842 К.Доплером (1803-1853). Данный эффект особенно заметен в случае звуковых волн, примером чему может служить изменение воспринимаемой высоты тона гудка проходящего мимо поезда. Возникновение эффекта поясняется рисунком, на котором источник волн движется влево со скоростью v относительно неподвижного наблюдателя ("приемника"). За время t = t1 ? t0 источник проходит расстояние vt. Если l - длина волны испускаемого звука, то число волн, укладывающихся в промежутке между источником и приемником, увеличивается на vt/l. Если частота звука fe, то за время t испускается fet волн. Но число frt волн, достигших приемника, меньше, чем испущено источником, на величину vt/l. Отсюда следует, чтоЭто соотношение справедливо и в том случае, когда приемник движется, а источник неподвижен. Если скорость v значительно меньше скорости звука c, то величину l можно заменить величиной c/fe, не совершив большой ошибки. Принимаемая частота оказывается ниже излучаемой, если источник и приемник удаляются друг от друга, и выше излучаемой, если они сближаются. Движение среды, в которой распространяются звуковые волны, например, ветер, дующий в направлении приемника или от него, также приводит к изменению регистрируемой приемником частоты.Эффект Доплера имеет важное значение в астрономии, гидролокации и радиолокации. В астрономии по доплеровскому сдвигу определенной частоты испускаемого света можно судить о скорости движения звезды вдоль линии ее наблюдения. Наиболее удивительный результат дает наблюдение доплеровского сдвига частот света удаленных галактик: так называемое красное смещение свидетельствует о том, что все галактики удаляются от нас со скоростями примерно до половины скорости света, возрастающими с расстоянием. Вопрос о том, расширяется ли Вселенная подобным образом или красное смещение обусловлено чем-то иным, а не "разбеганием" галактик, остается открытым.Радиолокация - это определение местоположения объекта, обычно самолета или ракеты, путем облучения его высокочастотными радиоволнами и последующей регистрации отраженного сигнала. Если объект движется с большой скоростью в направлении радиолокатора или от него, то сигнал будет принят со значительным доплеровским сдвигом частоты, и по этому сдвигу можно вычислить скорость объекта. Точно так же доплеровский сдвиг частоты ультразвукового сигнала используется для определения скорости движения подводных лодок. См. также АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА; КОСМОЛОГИЯ В АСТРОНОМИИ; РАДИОЛОКАЦИЯ; ЗВУК И АКУСТИКА.... смотреть
- изменение воспринимаемой частоты колебаний в зависимости от скорости движения источника колебаний и наблюдателя относительно друг друга. При сближени... смотреть
- оба наблюдателя на тротуаре слышат звук сирены стоящей на месте пожарной машины на одной и той же частоте; б - наблюдатель, к которому приближается п... смотреть
изменение длины волны Л, (или частоты колебаний), воспринимаемой наблюдателем, при движении источника волн (звуковых, световых) и наблюдателя относител... смотреть
изменение частоты колебаний w или длины волны l, воспринимаемой наблюдателем при движении источника колебаний и наблюдателя друг относительно друга. Возникновение эффекта Доплера проще всего объяснить на примере. Пусть неподвижный источник испускает последовательность импульсов с расстоянием между соседними импульсами l0, которые распространяются в однородной среде с постоянной скоростью v, не испытывая никаких искажений. Тогда неподвижный наблюдатель будет принимать последовательные импульсы через временной промежуток T0 = l0/v. Если же источник движется в сторону наблюдателя со скоростью V, малой по сравнению со скоростью света в вакууме с (V ... смотреть
изменение частоты колебаний (длины волны), воспринимаемое наблюдателем (приёмником) при движении источника колебаний и наблюдателя относительно друг др... смотреть
[по имени австр. физика и астронома К. Доплера (Ch. Doppler; 1803 - 53)] - изменение частоты волн (звуковых, электромагнитных), регистрируемой наблюдат... смотреть
ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ, изменение длины волны ? (или частоты), наблюдаемое при движении источника волн относительно их приемника. Характерен для любых волн (свет, звук и т. д.). При приближении источника к приемнику ? уменьшается, а при удалении растет на величину ? - ?о = ??о/c, где ?о - длина волны источника, c - скорость распространения волны, ? - относительная скорость движения источника.<br><br><br>... смотреть
изменение частоты колебаний или длины волн из-за движения источника волн и наблюдателя по отношению друг к другу. Находит широкое применение в спектроскопии, астрофизике, радио- и гидролокации и др. По так называемому «красному смещению» Э. Хаббл установил разбегание галактик (расширение Вселенной). Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону.В.Н. Савченко, В.П. Смагин.2006.... смотреть
ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ - изменение длины волны ? (или частоты), наблюдаемое при движении источника волн относительно их приемника. Характерен для любых волн (свет, звук и т. д.). При приближении источника к приемнику ? уменьшается, а при удалении растет на величину ? - ?о = ??о/c, где ?о - длина волны источника, c - скорость распространения волны, ? - относительная скорость движения источника.<br>... смотреть
ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ , изменение длины волны ? (или частоты), наблюдаемое при движении источника волн относительно их приемника. Характерен для любых волн (свет, звук и т. д.). При приближении источника к приемнику ? уменьшается, а при удалении растет на величину ? - ?о = ??о/c, где ?о - длина волны источника, c - скорость распространения волны, ? - относительная скорость движения источника.... смотреть
ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ, изменение длины волны ? (или частоты), наблюдаемое при движении источника волн относительно их приемника. Характерен для любых волн (свет, звук и т. д.). При приближении источника к приемнику ? уменьшается, а при удалении растет на величину ? - ?о = ??о/c, где ?о - длина волны источника, c - скорость распространения волны, ? - относительная скорость движения источника.... смотреть
изменение частоты или длины волны электромагнитных колебаний, воспринимаемых наблюдателем (приемником), вследствие движения источника волн относительно наблюдателя. При удалении от наблюдателя длина волны уменьшается (красное смещение), при приближении к нему - увеличивается. ... смотреть
изменение длины волны (или частоты), наблюдаемое при движении источника волн относительно приемника. Открыт Доплером (1803-1853) в 1842 г. Астрономический словарь.EdwART.2010.... смотреть
изменение частоты, с которой волны (звуковые или световые) достигают наблюдателя от некоторого источника, если наблюдатель и источник движутся относительно друг друга. Эта частота понижается или повышается пропорционально скорости, с которой увеличивается или уменьшается расстояние.... смотреть