Äänen ja valon Doppler-efektin ero

Sisällysluettelo:

Äänen ja valon Doppler-efektin ero
Äänen ja valon Doppler-efektin ero

Video: Äänen ja valon Doppler-efektin ero

Video: Äänen ja valon Doppler-efektin ero
Video: Should the U.S. Government Release UAP Data to the Public? w/ Jacob Haqq-Misra 2024, Heinäkuu
Anonim

Avainero äänen ja valon Doppler-efektin välillä on niiden nopeudessa. Äänen Doppler-ilmiön kann alta havainnoijan ja lähteen nopeus suhteessa väliaineeseen, jonka läpi aallot kulkevat, on tärkeitä, kun taas Doppler-ilmiön valossa vain suhteellinen nopeusero havaitsijan ja lähteen välillä on tärkeää..

Doppler-ilmiö tai Doppler-siirtymä on aallon taajuuden muutos suhteessa tarkkailijaan, joka liikkuu suhteessa a altolähteeseen. Tämä efekti on nimetty fyysikon Christian Dopplerin mukaan. Suurin syy Doppler-ilmiön esiintymiseen on jokaisen peräkkäisen aallonharjan emissio paikasta, joka on lähempänä havaitsijaa (verrattuna edellisen aallon harjaan), kun a altojen lähde liikkuu kohti havaintoa. Tämän vuoksi jokainen a alto vie hieman vähemmän aikaa saavuttaakseen havainnointia edelliseen a altoon verrattuna. Siksi aika, joka kuluu peräkkäisten aallonharjojen saapumiseen tarkkailijan päässä, lyhenee ja lisää taajuutta. Tämä johtaa siihen, että aallot kerääntyvät yhteen.

Mikä on Doppler-efekti äänessä?

Doppler-ilmiö äänessä on tarkkailijan havaitseman äänen taajuuden muutos, joka johtuu havaitsijan nopeudesta ja äänen lähteestä, jotka ovat suhteessa väliaineeseen, jonka läpi ääni kulkee. Ääniaallot eivät voi kulkea tyhjiön läpi; ääni vaatii väliaineen kulkeakseen läpi. Siksi ääniaallon nopeus käyttämämme väliaineen (yleensä meitä ympäröivän ilman) läpi vaikuttaa Doppler-ilmiöön.

Yleensä äänilähteen ja vastaanottimen nopeus suhteessa välineeseen on verrattain pienempi kuin äänia altojen nopeus välineessä. Siksi voimme käyttää laskelmissa seuraavaa yhtälöä.

Doppler-efekti äänessä - kaava
Doppler-efekti äänessä - kaava
Doppler-efekti äänessä - kaava
Doppler-efekti äänessä - kaava

Missä f on taajuus (havaittu), f0 on säteilytaajuus, c on a altojen nopeus väliaineessa, vr on tarkkailijan nopeus suhteessa väliaineeseen ja vs on äänilähteen nopeus suhteessa väline.

Äänen Doppler-vaikutuksella on useita sovelluksia, mukaan lukien akustinen Doppler-virran profilointi, sireeni, lääketieteelliset sovellukset, kuten kaikukardiogrammit, Leslie-kaiutin jne.

Mikä on Doppler-efekti valossa?

Doppler-ilmiö valossa on havaitsijan havaitseman valon taajuuden näennäinen muutos, joka johtuu havaitsijan ja valonlähteen välisestä suhteellisesta liikkeestä. Valo on eräänlainen sähkömagneettinen a alto, jonka läpi kulkeminen ei vaadi väliainetta. Siksi voimme ajatella, että valo kulkee tyhjiön läpi. Tyhjiön läpi kulkevien a altojen os alta Doppler-ilmiö riippuu vain havainnoijan ja valonlähteen suhteellisesta nopeudesta.

Doppler-efekti valossa - punasiirtymä ja sininen siirto
Doppler-efekti valossa - punasiirtymä ja sininen siirto
Doppler-efekti valossa - punasiirtymä ja sininen siirto
Doppler-efekti valossa - punasiirtymä ja sininen siirto

Voimme kuvata esimerkiksi punasiirtymän ja sinisiirron ilmiöitä Doppler-efektin avulla. Kun tarkastellaan näkyvää valoa, valonlähteen siirtyminen poispäin havainnoijasta saa havaitsejan vastaanottaman taajuuden pienemmäksi kuin valonlähteen lähettämä taajuus. Tätä kutsutaan punasiirtymäksi. Lisäksi, jos valonlähde liikkuu kohti tarkkailijaa, havaitsijan vastaanottamasta taajuudesta tulee suurempi kuin lähetetty taajuus. Sitten valon taajuus siirtyy kohti näkyvän valon alueen korkeataajuista päätä, mikä johtaa siniseen siirtymään.

Mitä eroa on äänen ja valon Doppler-efektillä?

Ääniaallot etenevät väliaineen läpi, kun taas valo ei vaadi väliainetta kulkeakseen läpi. Siksi avainero äänen ja valon doppler-ilmiön välillä on se, että äänen Doppler-ilmiön kann alta havainnoijan ja lähteen nopeus ovat suhteessa väliaineeseen, jonka läpi aallot kulkevat, kun taas Doppler-ilmiön valossa., vain tarkkailijan ja lähteen välinen suhteellinen nopeusero on tärkeä.

Alla oleva infografiikka luettelee äänen ja valon Doppler-efektin väliset erot taulukkomuodossa.

Yhteenveto – Doppler-efekti äänessä vs valossa

Ääniaallot etenevät väliaineen läpi, kun taas valo ei vaadi väliainetta kulkeakseen läpi. Siksi äänen Doppler-ilmiön kann alta havaitsijan ja lähteen nopeus ovat suhteessa väliaineeseen, jonka läpi aallot kulkevat, kun taas Doppler-ilmiön valossa vain suhteellinen nopeusero havaitsijan ja aallon välillä. lähde ovat tärkeitä. Tämä on siis tärkein ero äänen ja valon Doppler-efektin välillä.

Suositeltava: