Bài giảng hiệu ứng doppler

Hiệu ứng Doppler đối với sóng âmHiệu ứng Doppler đối với sóng điện từ Sự thay đổi tần số sóng mà máy thu nhận được khi có sự chuyển động tương đối giữa máy thu và nguồn phát... Doppler

Hiệu ứng Doppler đối với sóng âm

Hiệu ứng Doppler đối với sóng điện từ

Sự thay đổi tần số sóng mà máy thu nhận được khi

có sự chuyển động tương đối giữa máy thu và nguồn phát

Doppler Effect

 This is the apparent change in frequency of waves due to

the motion of the source/observer

 Note: The higher the frequency the higher the pitch e.g

car sounding its horn coming toward you, ambulance siren coming toward you etc…

1/6/2012

An example of this would be a formula one car as it drives past

Note how the frequency of the sound changes

An example of this would be a formula one car as it drives past

Note how the frequency of the sound changes

I HIỆU ỨNG DOPPLER ĐỐI VỚI SÓNG ÂM

Qui ước

u > 0 NA lại gần MT , u < 0 (NA ra xa MT).

u’ >0 MT lại gần NA , u’< 0 (MT ra xa NA)

u : vận tốc của nguồn âm

v f

' u

v '

2 NA đứng yên, MT chuyển động

0 '

' u

v '

f  

Tần số MT nhận được

u’ > 0 u’ < 0  f  ' f

f '

cos v

'

u 1

( '

1

A R

B

3 MT đứng yên, NA chuyển động

0

; 0

u

f u v

v '

u 1

f '

4 NA chuyển động với vận tốc siêu thanh

u: Vận tốc siêu

thanh (u > v)

Âm không truyền về phía trước

Các vật sẽ rung động mạnh khi có sóng xung kích

truyền qua

Sonic Boom (Shock Waves)

If a source of sound moves faster than the speed of sound a shock wave occurs

(sonic boom)

http://hyperion.advanced.org/19537/java/Doppler.html

II HIỆU ỨNG DOPPLER ĐỐI VỚI SÓNG ĐIỆN

TỪ

HQC K (Oxyz) gắn với máy thu T

HQC K’ (O’x’y’z’) gắn với nguồn phát N

O’x’//Ox; O’y’//Oy; O’z’//Oz

) 0 (

' 

 O t O

O  N

y y’

x’ x

T Máy thu T nằm trong mp Oxy,

góc giữa và đo trong hệ K là



 Theo nguyên lí tương đối: Các hiện tượng vlí xảy ra giống nhau hòan

tòan tron mọi hqc quán tính (các đk như nhau)

Vận tốc của ánh sáng (sóng đtừ)trong chân không là không đổi trong

mọi hqc quán tính

 Phương trình của mọi hiện tượng vật lí đều bất biếnđối với phép biến

đổi Lorentz

1 Vận dụng thuyết tương đối Anhxtanh

PT sóng cầu trong HQC K’ của nguồn phát N

 i ( ' t ' k ' x ' cos ' k ' y ' sin ' ' ) 

exp )

' r ( A

r ( A

 Phép biến đổi Lorentz

: số sóng (độ dài của vectơ sóng)

’ góc hợp bởi

c

' '

k  

N T

&

'

1.Vận dụng thuyết tương đối Anhxtanh (tt)

Thực hiện phép biến đổi Lorentz đối với (2) thì nó phải dẫn đến pt (1)

sin '

)

(cos 1

' cos '

(*) cos

1 1

'

2 2

k k

c

u

k k

c u

2 Biến đổi tần số

 Từ công thức (*) suy ra:

)

cos c

u 1

u 1

(

1 '

f f

cos c

u 1

(

'

f f

3 Hiệu ứng Doppler ngang

Nguồn âm vuông góc với phương quan sát

' f 1

' f

f    2 

• T’=T 0 : chu kỳ dđ của điện từ trong HQC K’

• T: chu kỳ dđ của điện từ trong HQC K

2



 

 Đối với sóng âm: cos  = 0  f = f’

 Đối với sóng điện từ

 Sóng điện từ có hiệu

ứng Doppler ngang

Sự trôi chậm của thời gian

Hiệu ứng Doppler ngang (tỉ lệ u 2 /c 2 ) yếu hơn hiệu

ứngDoppler dọc (tỉ lệ với u/c) một cách đáng kể

2 0

2 0

1 f f

hay

1

T T

 Ultrasonic waves reflected from red blood cells can be

used to determine the velocity of blood flow.

 Reflection of ultrasonic waves can also be used to detect the movement of the chest of a young fetus and to monitor its heartbeat.

Applications of Doppler Effect (Medicine)

Applications of Doppler Effect (Radar Speed Trap)

Police can check the speed of a vehicle with a radar

gun The radar gun sends microwaves towards the

vehicle The waves reflected back to the gun have a

higher frequency because of the Doppler effect.

The microwave receiver in the

radar gun detects the

difference in frequency f

between the emitted signal and

the received signal

The speed of the car is

calculated from this, and

displayed automatically on a

screen.

Doppler Flow Meter

A Doppler flow meter measures the speed of red blood cells

The Doppler Effect

1 Light emitted from an object moving towards you will have its wavelength shortened.

2 Light emitted from an object moving away from you will have its wavelength lengthened.

3 Light emitted from an object moving perpendicular to your line-of-sight

will not change its wavelength.

BLUESHIFT

REDSHIFT

BÀI TẬP

XIN CHÂN THÀNH CÁM

ƠN QUÍ THẦY CÔ !!!