Tudja, mi a Doppler-effektus?
Ha a The Big Bang Theory rajongója vagy, és nem hagyja ki egy epizódot, akkor emlékezhet arra, amikor Sheldon Doppler Effectbe öltözött, hogy részt vegyen egy Penny házigazdája jelmezeken. A majom még meg is próbálta megmagyarázni a szőke nőnek, hogy mit jelent a ruházat, mondván, hogy "egy hullám gyakoriságának nyilvánvaló változása, amelyet a hullámforrás és a megfigyelő közötti relatív mozgás okozott", de megkapta a magyarázatot?
Képforrás : Lejátszás / Quo.es
Ezt a furcsa hatást először az osztrák fizikus, Christian Johann Doppler írja le - ebből adódik a jelenség neve -, és összefügg azzal, hogy egy helyhez kötött megfigyelő miként érzékeli a mozgó forrás által kibocsátott hang frekvenciáját. Mint tudod, a hanghullámokat egy test rezgése generálja, és egy adott hang hangja attól függ, hogy hányszor rezeg a test másodpercenként.
Így minél gyorsabb a rezgés, annál hangosabb - vagy fojtottabb - lesz a hang. Ezzel szemben, minél lassabb a rezgés, annál alacsonyabb (vagy alacsonyabb) a hang. A Doppler-effektus megértéséhez azonban azt is meg kell értenünk, hogyan viselkednek a hullámok, amikor a sugárzó forrás mozgásban van.
Így tehát, ha egy objektum statikusan hanghullámokat bocsát ki, a terjedés szimmetrikusan történik, állandó fordulatszámmal és a hangfrekvencia észrevehető változása nélkül távozik a forrásból.
Amikor azonban a hanghullámokat kibocsátó objektum egy bizonyos irányba halad, akkor közvetlenül a maga elé tömöríti a levegőt. Ilyen módon a mozgó test által kibocsátott hanghullámok felhalmozódnak a tárgy előtt, így a hang frekvenciáját elölről magasabbnak, mint hátulról érzékelik.
Ambulââââaaaaaaaa ...
Képzelje el, hogy mentő közeledik hozzád. Amint a jármű közelebb kerül, a sziréna hangját hangosabbnak tekintjük. Nem sokkal azután, hogy a mentõ elhaladt, a hang sokkal komolyabb és alacsonyabb lesz. Ugyanez vonatkozik azokra az autókra, amelyek elhaladnak mögött, és szarvunkat csiszolják. Ez a Doppler-effektus!
Így, amint a mentő közeledik a „hallgatóhoz”, a hanghullámok jobban összenyomódnak a jármű elején, ami növeli a sziréna hangfrekvenciáját. És amint a mentõ elhalad a megfigyelõn, a hanghullámok terjednek, és a hallgató észreveszi a sziréna frekvenciájának csökkenését. Nézze meg az alábbi videót, amelyet Robert Krampf készített, hogy jobban megértsük ezt a jelenséget:
Szuperszonikus repülőgépek
De mi lenne, ha a hangforrás a hanghoz közeli sebességgel mozog, másodpercenként 340 méterrel? Gondolj például egy szuperszonikus síkra. A hullámok ugyanabban a pontban a repülőgép orrában koncentrálódnak, és nyomásgátot képeznek, amely akár a síkot is elpusztíthatja.
Amint az objektum átlépte a hang akadályt - vagy a szuperszonikus sebességet - a repülőgép belsejében, semmi más nem hallható, mivel a hullámok elmaradnak. Még a kabin belsejében sem a levegő vagy a motorok zaját nem lehet hallani, csak a legénység által kibocsátott szokásos zajokat, mivel a pilóta hangjait nem befolyásolja a repülőgép sebessége.
Egy helyhez kötött megfigyelő azonban hangos ütközést észlel, amikor a repülőgép áthalad ezen a nyomáshatáron, amely a repülőgép orrába koncentrálódik. Ez a manőver tilos városok és épületek közelében, mivel erõs ütéshullámot okoz, amely eltöri az üveget, és kisebb szerkezeti károkat okozhat az épületekben.
Érdekességek a Doppler-effektusról
De ha úgy gondolja, hogy a Doppler-effektus csak annak magyarázata, hogy a mentőszirénák miként válnak kevésbé idegesítővé, miután elhaladtak nekünk, vagy vicces jelmezekké válnak, sajnáljuk, hogy tudatjuk velük, hogy tévedsz! Nézd meg:
- Vannak időjárási radarok, amelyek a Doppler-effektusra támaszkodnak az időjárás előrejelzéséhez elektromágneses hullámok mérésével;
- A csillagászok erre a jelenségre támaszkodnak, hogy miután megfigyelték a frekvencia eltérését, új bináris bolygók és csillagok felfedezésére és más kozmosz égitestek sebességének mérésére szolgálnak;
- Az echokardiogramok kombinálják az ultrahang és a Doppler-effektust, így a kardiológusok képesek látni a szív szerkezetét.
Ajánlott
