Kas sa tead, mis on Doppleri efekt?
Kui olete Suure Paugu teooria fänn ja ei jäta ühtegi episoodi vahele, võiksite meenutada, kui Sheldon riietus Doppleri efekti, et osaleda Penny võõrustataval kostüümipeol. Nohik üritas blondiinidele isegi selgitada, mida riietus tähendas, öeldes, et see on "laine sageduse ilmne muutus, mille põhjustab laineallika ja vaatleja vaheline suhteline liikumine", kuid kas sa said seletusest aru?
Kujutise allikas: taasesitus / Quo.es
Seda uudishimulikku mõju kirjeldas esmakordselt Austria füüsik Christian Johann Doppler - sellest ka nähtuse nimi - ning see on seotud sellega, kuidas paikne vaatleja tajub liikuva allika poolt tekitatava heli sagedust. Nagu teate, tekitavad helilained keha vibratsiooni ja konkreetse helitoon sõltub sellest, mitu korda keha vibreerib sekundis.
Seega, mida kiirem on vibratsioon, seda valjem - või hõredam - heli tekitatakse. Seevastu mida aeglasem on vibratsioon, seda madalam (või madalam) heli on. Doppleri efekti mõistmiseks on aga vaja ka mõista, kuidas lained käituvad, kui kiirgav allikas on liikunud.
Seega, kui helilaineid kiirgav objekt on staatiline, toimub levik sümmeetriliselt, liikudes allikast konstantse kiirusega ja heli sageduse märgatavate muutusteta.
Kuid kui helilaineid kiirgav objekt liigub teatud suunas, surub see õhu otse teie ette. Sel moel akumuleeruvad liikuva keha väljastatavad helilained objekti ette, põhjustades heli sageduse tajumist esiosast kõrgemal kui tagant.
Ambulââââaaaaaa ...
Kujutage nüüd ette, et kiirabi läheneb teile. Sõiduki lähenedes tajume sireeni heli valjemaks. Varsti pärast kiirabi möödumist muutub toon aga tõsisemaks ja madalamaks. Sama kehtib ka autode kohta, mis mööduvad meist mööda oma sarve. See on Doppleri efekt!
Seega, kui kiirabi läheneb „kuulajale”, muutuvad helilained sõiduki esiosas tihedamaks, põhjustades sireeni helisageduse suurenemise. Ja kui kiirabi vaatlejast möödub, levivad helilained, pannes kuulaja märkama sireeni sageduse langust. Selle nähtuse paremaks mõistmiseks vaadake allpool olevat videot, mille on koostanud Robert Krampf:
Ülehelikiirusega lennukid
Kuidas oleks aga siis, kui heliallikas liigub helile lähedase kiirusega, kiirusega 340 meetrit sekundis? Mõelge näiteks ülehelikiirusele. Lained koonduvad samal kohal lennuki ninasse, moodustades rõhutõkke, mis võib isegi lennuki hävitada.
Kui objekt ületab õhusõiduki helitõkke - või ülehelikiiruse -, ei kuule muud, sest lained jäävad maha. Isegi salongi sisemuses pole õhus või mootorites müra kuulda, ainult meeskonna tavalised mürad, kuna lennuki kiirus ei mõjuta piloodi häält.
Statsionaarne vaatleja märkab valju lennuõnnetust just siis, kui lennuk ületab selle rõhutõkke, mis on koondunud lennuki ninasse. See manööver on linnade ja hoonete läheduses keelatud, kuna see põhjustab tugevat lööklainet, mis võib purustada klaasi ja põhjustada hoonetele väikeseid struktuurilisi kahjustusi.
Uudishimu Doppleri efekti kohta
Kuid kui te arvate, et Doppleri efekt on lihtsalt selleks, et selgitada, kuidas kiirabi sireenid pärast meist möödumist vähem tüütuks muutuvad, või muutuda naljakateks kostüümideks, on meil kahju teile teatada, et eksite! Vaadake seda:
- On ilmaradarid, mis ilmateate prognoosimisel sõltuvad Doppleri efektist, mõõtes elektromagnetilisi laineid;
- Astronoomid tuginevad sellele nähtusele, et pärast valguse sageduse hälbe vaatlemist avastada uusi binaarplaneete ja tähti ja mõõta isegi teiste taevakehade kiirust kosmoses;
- Ehhokardiogrammid ühendavad ultraheli ja Doppleri efekti, et kardioloogidel oleks võimalik südame struktuure visualiseerida.
