Ефект доплера, це фізика
Якщо джерело звуку і спостерігач рухаються один щодо одного, частота звуку, яка сприймається спостерігачем, не збігається з частотою джерела звуку. Це явище, відкрите в 1842 р зветься ефекту Доплера.
Звукові хвилі поширюються в повітрі (або інший однорідному середовищі) з постійною швидкістю, яка залежить тільки від властивостей середовища. Однак, довжина хвилі і частота звуку можуть істотно змінюватися при русі джерела звуку і спостерігача.
Розглянемо простий випадок, коли швидкість джерела υІ і швидкість спостерігача υНотносітельно середовища спрямовані вздовж прямої, яка їх з'єднує. За позитивний напрямок для υІі υНможно прийняти напрямок від спостерігача до джерела. Швидкість звуку υ завжди вважається позитивною.
Ефект Доплера. Випадок рухомого спостерігача. Послідовні положення спостерігача показані через період t н звуку, яка сприймається спостерігачем
Мал. 2.8.1 ілюструє ефект Доплера в разі рухомого спостерігача і нерухомого джерела. Період звукових коливань, які сприймаються спостерігачем, позначений через tн. З рис. 2.8.1 слід:
Якщо джерело віддаляється від спостерігача, то υІ> 0 і, отже, fН
У загальному випадку, коли і джерело, і спостерігач рухаються зі швидкостями υІ і υН. формула для ефекту Доплера набуває вигляду:
Це співвідношення виражає зв'язок між fН і Fи. Швидкості υІ і υН завжди вимірюються щодо повітря або іншого середовища, в якій поширюються звукові хвилі. Це так званий нерелятивістський Доплер-ефект.
У разі електромагнітних хвиль в порожнечі (світло, радіохвилі) також спостерігається ефект Доплера. Так як для поширення електромагнітних хвиль не потрібно матеріальне середовище, можна розглядати тільки відносну швидкість υ джерела і спостерігача.
Вираз для релятивістського Доплер-ефекту має вигляд
де c - швидкість світла. Коли υ> 0, джерело віддаляється від спостерігача і fН
Доплер-ефект широко використовується в техніці для вимірювання швидкостей рухомих об'єктів ( «доплеровская локація» в акустиці, оптиці і радіо).