Μετρησεις ταχυτητας με μεθοδο Doppler
Δημοσιεύτηκε: Δευ Ιαν 02, 2012 6:53 pm
Το φαινόμενο Ντόπλερ που πήρε το όνομά του από τον Κρίστιαν Ντόπλερ
(Christian Doppler), είναι η παρατηρούμενη αλλαγή στη συχνότητα
και το μήκος κύματος
ενός κύματος από παρατηρητή που βρίσκεται σε σχετική κίνηση με την πηγή των κυμάτων. Για κύματα όπως τα ηχητικά
κύματα, που διαδίδονται μέσα σε κάποιο υλικό μέσο, η ταχύτητα τόσο του παρατηρητή όσο και της πηγής, πρέπει να προσδιορίζεται σε σχέση με το μέσο διάδοσης. Το τελικό φαινόμενο Ντόπλερ μπορεί επομένως να προκύψει είτε από την κίνηση του παρατηρητή, είτε από την κίνηση της πηγής, είτε και των δύο, ως προς το μέσο διάδοσης. Καθεμιά από αυτές τις δύο επιδράσεις αναλύεται ξεχωριστά. Για κύματα που δεν χρειάζονται ένα υλικό μέσο για τη διάδοσή τους, όπως τα ηλεκτρομαγνητικά
(φως
) ή τα βαρυτικά
κύματα στην ειδική σχετικότητα
, μόνο η σχετική ταχύτητα του παρατηρητή ως προς την πηγή παίζει ρόλο.
Για κύματα που διαδίδονται μέσα σε ένα υλικό μέσο (ηχητικά, υπερηχητικά, κύματα πίεσης κλπ.), η σχέση μεταξύ παρατηρούμενης συχνότητας (ν') και εκπεμπόμενης (πραγματικής) συχνότητας (ν) δίνεται από τη σχέση
όπου
είναι η ταχύτητα διάδοσης του κύματος (π.χ. 340 m/s για τον ήχο στον αέρα),
είναι η ταχύτητα του παρατηρητή ως προς το μέσο διάδοσης, και
είναι η ταχύτητα της πηγής (που εκπέμπει το κύμα) ως προς το μέσο διάδοσης.Είναι σημαντικό να τονίσουμε ότι η συχνότητα του εκπεμπόμενου κύματος δεν αλλάζει. Αυτό που αλλάζει είναι η συχνότητα που αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής, δηλαδή η συχνότητα με την οποία φτάνουν σ' αυτόν τα μέτωπα του κύματος. Ειδικότερα, στην περίπτωση που κινείται η πηγή ως προς το μέσο διάδοσης, αλλάζει και το μήκος κύματος (η απόσταση που «μετράει» ο παρατηρητής ανάμεσα σε δύο διαδοχικά μέτωπα κύματος), ενώ όταν η πηγή είναι ακίνητη το μήκος κύματος δεν μεταβάλλεται.
απο κατω παραθετω τα αποτελεσματα των σημερινων μετρησεων οι οποιες εγιναν με στατικο σημειο και καμεραμαν τον Επαμεινωνδα και το σκαφος που εκανε περασματα ηταν το:
F27c Stryker της Parkzone.
(Christian Doppler), είναι η παρατηρούμενη αλλαγή στη συχνότητα
και το μήκος κύματος
ενός κύματος από παρατηρητή που βρίσκεται σε σχετική κίνηση με την πηγή των κυμάτων. Για κύματα όπως τα ηχητικά
κύματα, που διαδίδονται μέσα σε κάποιο υλικό μέσο, η ταχύτητα τόσο του παρατηρητή όσο και της πηγής, πρέπει να προσδιορίζεται σε σχέση με το μέσο διάδοσης. Το τελικό φαινόμενο Ντόπλερ μπορεί επομένως να προκύψει είτε από την κίνηση του παρατηρητή, είτε από την κίνηση της πηγής, είτε και των δύο, ως προς το μέσο διάδοσης. Καθεμιά από αυτές τις δύο επιδράσεις αναλύεται ξεχωριστά. Για κύματα που δεν χρειάζονται ένα υλικό μέσο για τη διάδοσή τους, όπως τα ηλεκτρομαγνητικά
(φως
) ή τα βαρυτικά
κύματα στην ειδική σχετικότητα
, μόνο η σχετική ταχύτητα του παρατηρητή ως προς την πηγή παίζει ρόλο.
Για κύματα που διαδίδονται μέσα σε ένα υλικό μέσο (ηχητικά, υπερηχητικά, κύματα πίεσης κλπ.), η σχέση μεταξύ παρατηρούμενης συχνότητας (ν') και εκπεμπόμενης (πραγματικής) συχνότητας (ν) δίνεται από τη σχέση
όπου
είναι η ταχύτητα διάδοσης του κύματος (π.χ. 340 m/s για τον ήχο στον αέρα), είναι η ταχύτητα του παρατηρητή ως προς το μέσο διάδοσης, και είναι η ταχύτητα της πηγής (που εκπέμπει το κύμα) ως προς το μέσο διάδοσης.Είναι σημαντικό να τονίσουμε ότι η συχνότητα του εκπεμπόμενου κύματος δεν αλλάζει. Αυτό που αλλάζει είναι η συχνότητα που αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής, δηλαδή η συχνότητα με την οποία φτάνουν σ' αυτόν τα μέτωπα του κύματος. Ειδικότερα, στην περίπτωση που κινείται η πηγή ως προς το μέσο διάδοσης, αλλάζει και το μήκος κύματος (η απόσταση που «μετράει» ο παρατηρητής ανάμεσα σε δύο διαδοχικά μέτωπα κύματος), ενώ όταν η πηγή είναι ακίνητη το μήκος κύματος δεν μεταβάλλεται.απο κατω παραθετω τα αποτελεσματα των σημερινων μετρησεων οι οποιες εγιναν με στατικο σημειο και καμεραμαν τον Επαμεινωνδα και το σκαφος που εκανε περασματα ηταν το:
F27c Stryker της Parkzone.