هل لاحظت أنه عندما تمر سيارة الإطفاء وهي تشغل صوت صفارات الإنذار فإن النغمة التي تسمعها تتغير وهي تتحرك؟ هذا هو أبسط مثال على انزياح دوبلر ، وهو تأثير مرتبط بأي ظاهرة موجية (مثل الموجات الصوتية أو الضوء)
ضع في اعتبارك حالة تكون فيها عربة الإطفاء في حالة سكون في ممر محطة الإطفاء وفي انتظار رجال الإطفاء للصعود ، كما هو موضح في الصورة أدناه.
إذا كانت صفارة الإنذار قيد التشغيل ، فسيسمع شخص واقف على مسافة بعيدة إلى اليمين صفارة الإنذار على نفس التردد الذي تصدر به في الواقع ، وقد يسمع شخص آخر واقف على الجانب الأيسر من الشاحنة نفس النغمة أيضًا.
 |
يسمع المراقب الثابت الموجود على اليمين نفس النغمة المنبعثة من شاحنة الإطفاء (400 هيرتز)، الدوائر تمثل جبهات الموجة من الموجات الصوتية لصفارات الإنذار.
الآن توقع كيف سيتغير هذا الموقف عندما تتحرك الشاحنة نحو المراقب الثابت بسرعة ثابتة مقدارها v ، كما هو موضح أدناه.
 |
الآن لا يسمع المراقب الثابت الموجود على اليمين نفس النغمة السابقه (400 هرتز) لأن سيارة الإطفاء في حالة حركة. |
تردد صفارة سيارة الإطفاء كما يسمعها شخص على عربة الإطفاء لم يتغير! ولكن ماحصل هو أن الموجات الصوتيه تتجمع في اتجاه حركة الشاحنة. وتؤثر تغيرات الضغط التي تمثلها الموجات الجيبية على طبلة الأذن للمراقب الثابت بتردد متزايد. لذلك يسمع المراقب الثابت على اليمين نغمة أعلى من تلك المنبعثة فعليًا من شاحنة الإطفاء.
لاحظ أن الموجات خلف شاحنة الإطفاء (على الجانب الأيسر من الرسم البياني) منتشرة و متمددة لأن الشاحنة تتحرك وبالتالي فإن صفارات الإنذار تبتعد ، وقد يتسبب ذلك في أن يلاحظ مراقب ثابت على يسار الشاحنة انخفاضًا في صوت صفارات الإنذار.
بالنسبة للمصدر الذي يتحرك إلى اليمين ، فإن المراقب الثابت إلى اليمين سيسمع نغمة أعلى وسيسمع الآخر في اليسار نغمة أقل.
تردد دوبلر غير النسبي لجسم يتحرك بسرعة v بالنسبة لمراقب ثابت ،هو:
ويمكن أن يظهر الطول الموجي المزاح على أنه:
في هاتين المعادلتين ، c 0 هي سرعة الموجة في وسط ثابت (سرعة الصوت في هذه الحالة). وكلتا الصيغتين عبارة عن تقديرات تقريبية غير نسبية تكون صحيحة طالما أن سرعة الجسم المتحرك أقل بكثير من سرعة الضوء.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق