Efectul Doppler

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Calitatea informaţiilor sau a exprimării din acest articol trebuie îmbunătăţită.
Consultaţi manualul de stil şi îndrumarul, apoi daţi o mână de ajutor.
Acest articol a fost etichetat în 2005.

Imagine a fronturilor de undă emise de o sursă în mişcare (de la dreapta la stânga) faţă de mediul în care se propagă undele - Un observator aflat în faţa sursei va percepe unde cu frecvenţa mai ridicată decât unul aflat în spatele sursei

Spectrul radiaţiei emise de un grup de galaxii îndepărtate (BAS11) (în dreapta), comparat cu spectrul Soarelui

Efectul Doppler constă în variaţia frecvenţei unei unde emise de o sursă de oscilaţii, dacă aceasta se află în mişcare faţă de receptor. Efectul Doppler poate fi constatat atât în cazul undelor electromagnetice (inclusiv lumina), cât şi în cazul undelor elastice (inclusiv sunetul). Frecvenţa măsurată creşte atunci când sursa se apropie de receptor şi scade când susrsa se depărtează de receptor.

[modifică] Exemplu

Să considerăm o maşină ce trece pe lânga noi în viteză. Vom observa că sunetul produs de motor nu este "uniform", ca urmare a fenomenului de variaţie a lungimii de undă a undelor sonore, datorat sursei aflate în mişcare. Când autovehiculul se apropie de observator, sunetul este mai acut (frecvenţe înalte), iar după ce trece de el, devine mai grav (frecvenţe joase).

[modifică] Aplicaţii

Radarul de măsurat viteza unui obiect în mişcare

Radarul de măsurat viteza unui obiect se bazează pe acest efect. Aparatele radar măsoară lungimea de undă a undelor radio reflectate de o maşină în mişcare, prin aceasta putându-se stabili viteza mobilului.

Deplasarea spre roşu

În astronomie, efectul Doppler ne dă certitudinea că universul nu este static, deoarece, conform acestui principiu, stelele ce se departează de noi vor avea lumina deplasată spre "partea roşie" a spectrului, în vreme ce acelea care se apropie vor avea lumina deplasată spre "partea albastră" a spectrului. Ceea ce ne dă certitudinea că Universul este în expansiune este faptul că majoritatea observaţiilor ne arată că lumina ce ajunge la noi este deplasată spre roşu.

Ultrasonografia

Efectul Doppler poate fi utilizat în ultrasonografie, permiţând măsurarea vitezei de deplasare a sângelui în vase. Unda emisă are o frecvenţă bine determinată. În urma interacţiunii cu corpurile în mişcare (în cazul sângelui celulele şi microparticulele plasmatice) această undă îşi va schimba frecvenţa conform ecuaţiei doppler care ia în considerare şi mediul de propagare al undei. Daca corpul căruia dorim să-i măsuram viteza se deplasează în acelaşi sens cu unda emisă, unda reflectată va avea o frecvenţă mai mică, dependentă de viteza de măsurat. Dacă corpul se mişcă în sens opus, unda reflectată va avea o frecvenţă crescută. Transductorul ultrasonografului emite unda sonoră, a cărei direcţie face un unghi £ cu direcţia coloanei de sânge. Viteza sângelui din vas (Vsg) va avea şi o componentă tangenţială, egală cu VsgXcos£ şi care deci va fi maximă când unghiul £ tinde la zero. Unda Doppler loveşte coloana de sange apoi se întoarce la transductor, care analizează diferenţa de frecvenţă. Luând în considerare diferenţa de frecvenţă dintre unda trimisă şi cea reflectată, particularităţile lichidului de propagare a undei şi unghiul descris £, procesorul ultrasonografului poate calcula instantaneu viteza coloanei de sânge din vas. Acest fenomen este deosebit de util în cardiologie (pentru evaluarea gradului de stenoza vasculara sau valvulara sau a regurgitatelor valvulare), în obstetrică (pentru studiul malformaţiilor vasculare, studiul fluxului sangvin transombilical, etc).