mrbap_97
Thành viên mới
Nhận xét: +0/-0
Cảm ơn
-Đã cảm ơn: 16
-Được cảm ơn: 16
 Offline
Bài viết: 41
|
 |
« Trả lời #1 vào lúc: 06:24:58 pm Ngày 22 Tháng Mười, 2016 » |
|
Hiệu ứng Doppler là hiện tượng đặc trưng cho tính chất sóng (như ánh sáng và âm thanh). Ở hiệu ứng này, khi nguồn và máy thu chuyển động tương đối với nhau, sẽ có sự khác biệt giữa tần số âm do nguồn phát ra [tex]f_0[/tex] và tần số âm máy thu thu được [tex]f[/tex]. Để cho đơn giản, ta xét trường hợp nguồn và máy thu cùng chuyển động trên một đường thẳng. Xét trong hệ quy chiếu phòng thí nghiệm, lúc này tốc độ âm thanh đối với môi trường này là v. Tốc độ của nguồn là [tex]v_s[/tex], tốc độ của máy thu là [tex]v_0[/tex].
Trường hợp nguồn và máy thu chuyển động cùng chiều
Khoảng thời gian liên tiếp, máy thu nhận được hai sóng âm thanh là [tex]T_0=\frac{1}{f_0}=\frac{\lambda'}{v-v_0}[/tex]
Với [tex]\lambda'[/tex] là bước sóng bị thay đổi do chuyển động của nguồn:
[tex]\lambda'=(v-v_s)T_s=(v-v_s)\frac{1}{f_s}[/tex]
Do đó: [tex]f=\frac{v-v_0}{v-v_s}f_s[/tex]
Quy ước dấu trong hiệu ứng Doppler
Trường hợp tổng quát, công thức hiệu ứng Doppler có thể viết lại thành:
[tex]f=\frac{v+v_0}{v+v_s}f_s[/tex]
Trong đó: v là vận tốc của âm thanh trong môi trường
[tex]v_0[/tex] là vận tốc của máy thu đối với môi trường, nhận giá trị dương nếu chuyển động lại gần nguồn thu.
[tex]v_s[/tex] là vận tốc của nguồn đối với môi trường, nhận giá trị dương nếu nguồn dịch chuyển ra xa người quan sát.
Dựa vào công thức này ta thấy rằng, nếu nguồn và máy thu chuyển động cùng chiều thì vận tốc nguồn và máy thu đều nhận giá trị âm, phù hợp với công thức chứng minh được ở phần 1. Và nếu nguồn và máy thu chuyển động với cùng vận tốc thì không có sự dịch chuyển tần số.
Hiệu ứng Doppler đối với ánh sáng
Ánh sáng mang bản chất sóng nên cũng có hiệu ứng Doppler, việc chứng minh hiệu ứng Doppler đối với ánh sáng dựa trên thuyết tương đối hẹp. Sử dụng phương trình năng lượng và phép biến đổi Lorentz cho năng lượng và động lượng để chứng minh. Ở đây mình sẽ không chứng minh công thức này.
Ứng dụng
Hiệu ứng Doppler có nhiều ứng dụng trong đời sống. Mỗi loại mình nêu ra 1 ứng dụng:
Sóng âm: Ứng dụng thú vị nhất là máy bắn tốc độ. Sóng âm được phát ra từ máy bắn, sau đó phản xạ trên vật thể và được thu về. Dựa vào sự lệch tần số mà tính được tốc độ của xe :]) :]) :])
Sóng ánh sáng: Xem xét các ngôi sao chuyển động hay đứng yên đối với Trái Đất. Dựa trên hiện tượng dịch chuyển về phía Đỏ do hiệu ứng Doppler tương đối tính.
Còn chuyện giải thích vận tốc ánh sáng là lớn nhất hình như không liên quan đến hiệu ứng Doppler :-t Theo tiên đề thứ 2 của thuyết tương đối hẹp thì vận tốc ánh sáng trong chân không không thay đổi trong mọi hệ quy chiếu và là vận tốc khả dĩ lớn nhất trong tự nhiên.
|
