Efectul Doppler

§4.Efectul Doppler

"Orice om care nu a facut nici o greseala

în viata sa înseamna ca nu a încercat nimic nou"

A. Einstein.

Poate ca u 252h710c nul dintre cele mai des întâlnite "efecte" din fizica, în viata de zi cu zi este efectul Doppler. În speta acesta consta în dependenta frecventei unei unde atunci când sursa care o produce se afla în diferite stari de miscare sau pozitii fata de un punct oarecare. Astfel frecventa unei vibratii va creste atunci când sursa se îndreapta spre noi, si va scadea în cazul în care aceasta se îndeparteaza. Valabilitatea acestui efect se poate constata relativ usor urmarind variatia sunetului emis de o motocicleta atunci când aceasta trece pe lânga noi cu viteza, înaltimea sunetului fiind mai mare atunci când motocicleta se apropie ca apoi sa scada pe masura ce aceasta se îndeparteaza. Cum lumina este o unda (electromagnetica) lucrurile se vor petrece relativ similar si în acest caz. Fie o sursa de lumina ce emite o radiatie monocromatica cu lungimea de unda spre un punct material ce se misca cu viteza fata de sursa, asa cum se vede în figura de mai jos.

Desen

Durata traversarii unui punct (A) din SRI-ul vehiculului masurat din referentialul sursei va fi: . Pentru un observator din SRI-ul mobilului A durata traversarii va fi: . Cum , va rezulta: sau de unde se va obtine.

Relatia dintre lungimea de unda si frecventa este , rezultatul fiind: , deci o frecventa mai mica.

În cazul în care mobilul se îndreapta spre sursa frecventa luminii în acest SRI va fi: , obtinându-se dupa cum se vede o frecventa mai mare. Acesta este asa-numitul "efect Doppler" longitudinal, realizându-se usor cum în primul caz frecventa luminii scade apropiindu-se rosul spectrului, în timp ce în al doilea caz aceasta tinde spre albastru.

Pe lânga efectul longitudinal mai exista, bineânteles, si un efect Doppler transversal, acesta fiind pus în evidenta în cazul în care directia de miscare a vehiculului A si cea locala a radiatiei sunt perpendiculare.

Figura

Intervalul de timp în care va traversa lungimea de unda punctul A, obtinut din SRI-ul sursei, va fi: , iar durata masurata din referentialul mobilului va avea valoarea: . Rezultatul va fi: , care dupa simplificare va rezulta: , sau în functie de frecventa: .

Importanta efectului Doppler este fundamentala, utilizându-se printre altele si în astronomie pentru determinarea vitezei de deplasare relative fata de Sistemul Solar a unor stele sau galaxii, studiindu-se spectrul luminii primite.