Перегляд вихідного коду сторінки Ефект Доплера

У Вас нема дозволу на редагування цієї сторінки з такої причини:

Ваша IP-адреса знаходиться в діапазоні, який заблоковано у всіх вікі Фонду Вікімедіа.

Блокування зроблено ‪EPIC‬. Причиною вказано Open proxy/Webhost: See the help page if you are affected.

Початок блокування: 08:48, 2 липня 2024
Закінчення блокування: 08:48, 2 липня 2025

Ваша поточна IP-адреса: 206.189.44.186. Заблокований діапазон — 206.189.32.0/20.

Будь ласка, додайте всі вказані подробиці до будь-яких запитів, які Ви будете робити. Якщо ви вважаєте, що вас заблокували помилково, ви можете знайти додаткову інформацію та інструкції в глобальній політиці Без відкритих проксі.

В іншому випадку, щоб обговорити блокування, будь ласка, опублікуйте запит на розгляд на Мета-вікі. Ви також можете надіслати електронний лист до VRT-черги стюардів за адресою stewards@wikimedia.org, вказавши усю вищезазначену інформацію.

Ви можете переглянути та скопіювати вихідний текст цієї сторінки:

{{Універсальна картка}}
'''Ефект До́плера'''&nbsp;— явище зміни [[частота|частоти]] [[монохроматична плоска хвиля|хвилі]], яку реєструє приймач, викликане переміщенням джерела або приймача.

Ефект названий на честь австрійського фізика [[Крістіан Доплер|Крістіана Доплера]].

Виходячи з власних спостережень за [[хвиля]]ми на воді, Доплер припустив, що подібні явища відбуваються в повітрі з іншими хвилями. На підставі хвильової теорії він у 1842 році вивів, що наближення джерела світла до спостерігача збільшує спостережувану [[Частота|частоту]], віддалення зменшує її. Доплер теоретично обґрунтував залежність частоти звукових і світлових коливань, що сприймаються спостерігачем, від швидкості і напряму руху джерела хвиль і спостерігача відносно один одного.

Доплер використав цей принцип в [[Астрономія|астрономії]] та провів паралель між [[Акустична хвиля|акустичним]] і [[Оптика|оптичним]] явищами. Він вважав, що всі зорі випромінюють біле світло, однак колір змінюється через їх рух до або від Землі (насправді цей ефект, для розглянутих Доплером [[Подвійні зорі|подвійних зір]], дуже малий). Хоча зміни в кольорі неможливо було спостерігати з обладнанням того часу, теорія про [[звук]] була перевірена вже в 1845 році. Тільки відкриття [[Спектральний аналіз|спектрального аналізу]] дало можливість експериментальної перевірки ефекту в оптиці.

У разі дуже високої швидкості відносного руху (яка становить значну частку [[Швидкість світла|швидкості світла]]) ефект описують з урахуванням [[Спеціальна теорія відносності|релятивістського уповільнення часу]].
[[Файл:Doppler effect.svg|thumb|праворуч|200пкс|Ілюстрація зростання частоти в напрямку руху й зменшення в протилежному напрямку]]

== Експериментальна перевірка ==
У [[1845]] році [[Голландія|голландський]] [[Метеорологія|метеоролог]] [[Христофор Бейс-Баллот]] ([[1817]]—[[1890]]) вирішив перевірити гіпотезу [[Крістіан Доплер|Доплера]]. Він найняв [[паровоз]] із вантажною платформою, посадив на платформу двох сурмачів і попросив їх тримати ноту [[Соль (нота)|соль]] (два сурмачі були потрібні для того, щоб один із них міг набирати повітря, поки інший тягне ноту, і таким чином звук би не уривався). На пероні одного полустанка між [[Утрехт]]ом і [[Амстердам]]ом Бейс-Баллот розмістив декількох музикантів без інструментів, але з абсолютним [[Музичний слух|музичним слухом]]. Після чого паровоз став з різною швидкістю тягати платформу з сурмачами повз перон із слухачами, а ті відзначали, яку саме ноту вони чують. Потім спостерігачів змусили їздити, а сурмачі грали, стоячи на пероні. Досліди тривали два дні, в результаті чого був доведений ефект, відкритий Доплером.

Пряме підтвердження формул Доплера для світлових хвиль було отримано [[Герман Карл Фоґель|Г.&nbsp;Фогелем]] у 1871 році шляхом порівняння положень [[Фраунгоферові лінії|ліній Фраунгофера]] в [[спектр]]ах, отриманих від протилежних країв сонячного екватора. Відносна швидкість країв, розрахована за значеннями виміряних Г.&nbsp;Фогелем спектральних інтервалів, виявилася близька до швидкості, розрахованої за зміщенням сонячних плям<ref name="ВНК">{{книга |автор=Кологривов В. Н.|заголовок=Эффект Доплера в классической физике |ответственный= |ссылка= |издание= |место=М. |видавництво=[[МФТИ]] |рік=2012 |том= |сторінок=32 |сторінки=25—26 |isbn= |ref= }}</ref>.

== Рухоме джерело ==

: <math> \nu = \nu_0 \frac{s}{s \pm v}</math>,

де ''ν'' частота хвилі, яку фіксує нерухомий спостерігач, <math> \nu_0 </math>&nbsp;— частота коливань у рухомому джерелі, s&nbsp;— [[швидкість]] розповсюдження хвилі, v— швидкість джерела. Знак залежить від напрямку руху джерела відносно спостерігача.

Частота хвилі, яку фіксує спостерігач, зростає, якщо джерело рухається до нього, й зменшується, якщо джерело рухається від спостерігача.

== Рухомий спостерігач ==
Ситуація, коли рухається спостерігач, загалом не аналогічна руху джерела, бо хвилі розповсюджуються в певному середовищі. У такому випадку існують три системи відліку, пов'язані з середовищем, джерелом і спостерігачем.

При нерухомому відносно середовища джерелі спостерігач, який рухається із швидкістю V, фіксуватиме хвилі на частоті

: <math> \nu = \nu_0 \frac{s \pm V}{s}</math>

У випадку, коли рухаються і джерело й спостерігач,

: <math> \nu = \nu_0 \frac{s \pm V}{s \pm v}</math>.

== Електромагнітні хвилі ==
У випадку електромагнітних хвиль у вакуумі ситуація змінюється, оскільки середовища розповсюдження хвилі не існує. Відносна швидкість джерела й спостерігача залишається єдиною характеристикою руху.

: <math> \nu = \nu_0 \sqrt{\frac{c-v}{c+v}}</math>,

де c&nbsp;— [[швидкість світла]].

Поняття доплерівського зсуву [[Спектральна лінія|спектральних ліній]] запровадив французький фізик [[Фізо Арман Іпполіт Луї|Фізо]] 1848 року, а експериментально його виявили 1876 року<ref name="aes_137">{{А-Е-С|Доплера ефект|137|d1}}</ref>.

=== Релятивістські ефекти ===
У разі дуже високої швидкості відносного руху (яка становить значну частку [[Швидкість світла|швидкості світла]]) ефект описують з урахуванням [[Спеціальна теорія відносності|спеціальної теорії відносності]].

Враховується кут θ між вектором швидкості (v) та хвильовим вектором хвилі (k), а також [[релятивістське уповільнення часу]], яке визначається множником <math> \gamma </math><ref name="aes_137"/>:
: <math> \gamma = \sqrt{1 - {(\frac{v}{c})}^2}</math>.

Тоді ефект визначається за формулою<ref name="aes_137"/>:
: <math> \nu = \frac{\nu_0}{\gamma} (1-{\frac{\nu}{\nu_0} \cos \theta})</math>,

Коли рух джерела та спостерігача відбувається назустріч один одному (θ=0) або обо одне від одного (θ=π), кажуть про ''поздовжній ефект Доплера'', який розглянуто вище.
Якщо θ=π/2, то кажуть про ''поперечний ефект Доплера''. Він визначається тільки релятивістським уповільненням часу.
Експериментально поперечний ефект Доплера виявили американські фізики Г.&nbsp;Айвс та Д.&nbsp;Стіуел 1938 року<ref name="aes_137"/>.

== Застосування ==
[[Файл:Dopplereffectstationary.gif|thumb|Нерухоме джерело звуку виробляє звукові хвилі за сталої частоти F, а хвильові фронти поширюються симетрично від джерела з постійною швидкістю С. Усі спостерігачі будуть чути ту ж частоту, яка буде дорівнювати дійсній частоті джерела, де F = f0.]]

Ефект Доплера використовується в [[радіолокація|радіолокації]] для розпізнавання рухомих об'єктів, наприклад, [[літак]]ів, на фоні нерухомих (гір, хмар). За [[Червоний зсув|червоним зміщенням]] світла від астрономічних об'єктів вимірюється їхня швидкість і розраховується відстань до них. Ефект Доплера широко використовується в [[Медицина|медицині]]. На базі ефекту створені комп'ютерні комплекси [[ультразвук]]ової доплерографії. Зміна характеристик ультразвуку при проходженні через судини дозволяє визначати стан кровообігу як у поверхневих, так і у внутрішніх судинах.

== Інверсний ефект Доплера ==
У 1967 році [[Веселаго Віктор Георгійович|Віктор Веселаго]] теоретично передбачив можливість інверсного ефекту Доплера у середовищі з негативним коефіцієнтом заломлення<ref>{{статья
|автор    = В. Г. Веселаго
|заглавие = Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и μ
|ссылка   = http://www.ufn.ru//ufn67/ufn67_7/Russian/r677e.pdf
|издание  = [[Успехи физических наук (журнал)|УФН]]
|год      = [[1967 год|1967]]
|том      = 92
|номер    = 7
|страницы = 517
}}</ref><ref name=sly1>{{статья|автор=Слюсар, Вадим|заглавие=Метаматериалы в антенной технике: история и основные принципы|ссылка=http://www.slyusar.kiev.ua/Metamat_p1.pdf|издание=Электроника: наука, технология, бизнес|год=2009|номер=7|страницы=75}}</ref><ref name=sly2>{{статья|автор=Слюсар, Вадим|заглавие=Метаматериалы в антенной технике: основные принципы и результаты|ссылка=http://www.slyusar.kiev.ua/Slusar_Last_Mile_3_4_10.pdf|издание=Первая миля. Last Mile (Приложение к журналу «Электроника: Наука, Технология, Бизнес»)|год=2010|номер=3—4|страницы=47}}</ref>. У таких середовищах виникає доплерівський зсув, який має знак, протилежний звичайному доплерівському ефекту. Перший експеримент, який дозволив виявити цей ефект, було проведено Найджелом Седдоном і Тревором Беарпарком у Бристолі ([[Велика Британія]]), в 2003 році, на основі нелінійної лінії передачі<ref>{{cite journal |last1=Kozyrev |first1=Alexander B. |last2=van der Weide |first2=Daniel W. |title=Explanation of the Inverse Doppler Effect Observed in Nonlinear Transmission Lines |journal=Physical Review Letters |volume=94 |issue=20 |pages=203902 |year=2005 |pmid=16090248 |doi=10.1103/PhysRevLett.94.203902 |bibcode=2005PhRvL..94t3902K}}</ref>. Надалі інверсний ефект Доплера спостерігався у більш широкому класі [[метаматеріал]]ів.

== Див. також ==
* [[Доплерографія]]
* [[Провал Лемба]]
* [[Дисперсія швидкостей]]

== Примітки ==
{{примітки}}

== Література ==
* {{ref-ru}} [[Ландау Лев Давидович|Ландау Л. Д.]], [[Ліфшиць Євген Михайлович|Лифшиц Е. М.]] Теория поля.&nbsp;— Издание 7-е, исправленное.&nbsp;— М.: Наука, 1988.&nbsp;— 512 с.&nbsp;— («Теоретическая физика», том II).&nbsp;— ISBN 5-02-014420-7

{{Нормативний контроль}}

{{Physics-stub}}

[[Категорія:Теорія хвиль]]
[[Категорія:Хвильові явища]]
[[Категорія:Епоніми]]
[[Категорія:Ефект Доплера|*]]

Шаблони, використані на цій сторінці:

Шаблон:-. (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Asbox (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Cite journal (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Delink (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Hlist/styles.css (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:If1 (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Main other (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:PAGENAMEBASE (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Physics-stub (переглянути вихідний код) (частково захищено)
Шаблон:Ref-info/styles.css (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Ref-lang (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Ref-ru (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Reflist (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Reflist/styles.css (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Str endswith (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Str len (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Str rep (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Stub-meta (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Wikidata (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Wikidata/p373 (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:±. (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:А-Е-С (редагувати)
Шаблон:Бібліоінформація (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Картка/Вікісховище (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Картка/назва (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Книга (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Нормативний контроль (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Примітки (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Публікація (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Публікація/! (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Публікація/місце (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Публікація/серія (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Публікація/стандартні номери (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Публікація/сторінки (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Публікація/том (переглянути вихідний код) (захищено)
Шаблон:Статья (переглянути вихідний код) (частково захищено)
Шаблон:Універсальна картка (переглянути вихідний код) (частково захищено)
Модуль:Arguments (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Check for unknown parameters (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Citation/CS1 (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Citation/CS1/COinS (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Citation/CS1/Configuration (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Citation/CS1/Identifiers (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Citation/CS1/Utilities (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Citation/CS1/Whitelist (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Citation/CS1/styles.css (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Dates (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Datetime (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Delink (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:External links (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang/ISO 639 synonyms (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang/data (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang/data/iana languages (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang/data/iana regions (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang/data/iana scripts (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang/data/iana suppressed scripts (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang/data/iana variants (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Lang/data/languages abbr. (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Languages (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Languages/data (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Navbox (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Navbox/configuration (переглянути ��ихідний код) (захищено)
Модуль:Navbox/styles.css (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Ref-info (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Ref-lang (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Sources (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Sources-utils (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:String (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:TableTools (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Unicode data (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Universal infocard (переглянути вихідний код) (частково захищено)
Модуль:Universal infocard/config (переглянути вихідний код) (частково захищено)
Модуль:Wikidata (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Wikidata/config (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Wikidata/date (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Wikidata/media (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:WikidataSelectors (переглянути вихідний код) (захищено)
Модуль:Yesno (переглянути вихідний код) (захищено)

Повернення до сторінки «Ефект Доплера».

Отримано з https://uk.wikipedia.org/wiki/Ефект_Доплера