Dopplereffekt

Innehåll- 1. Fysik - 2.Musikgrupp

1. Fysik

Dopplereffekt kallas det fenomen som innebär att den observerade frekvensen hos en vågrörelse är annorlunda än den utsända då dess källa rör sig i förhållande till observatören. Detta inträffar exempelvis då en ambulans med påslagna sirener passerar och man hör hur sirenernas ton ändras. Då ambulansen närmar sig ökar frekvensen för att sedan minska då ambulansen försvinner bort. Bara när ambulansen befinner sig vinkelrätt mot betraktaren kommer betraktaren att höra ljudet med den frekvens som verkligen utsänds.

Anledningen till detta är att ljudvågorna utbreder sig i luften med konstant hastighet, ca 340 m/s, medan ljudkällan förflyttar sig. Antag att tonen som ambulansen sänder ut har frekvensen 340 Hz. Då utsänds 340 ljudvågor per sekund med hastigheten 340 m/s och därmed blir våglängden 1 meter för varje ljudvåg. Tiden mellan två "toppar" i ljudvågen är 1/340 = ca 2.941 ms. Antag vidare att ambulansen kör med en hastighet av 61.2 km/h vilket är 17 m/s (5% av ljudets hastighet). På tiden2.941 ms har ambulansen rört sig 5 cm sedan förra vågtoppen, medan förra vågtoppen har rört sig en meter. Nästa vågtopp kommer då att sändas ut när ambulansen befinner sig 95 centimeter bakom förra vågtoppen. Vågländen för ljudvågorna framåt blir alltså 95 cm, vilket motsvarar en frekvens på 357.9 Hz, nästan 18 Hz högre än den utsända frekvensen. Bakom ambulansen blir våglängden tvärtom 105 cm, 5 cm för långa, vilket motsvarar en frekvens på 323.8 Hz, d.v.s. 16.2 Hz lägre.

Även elektromagnetisk strålning är en vågrörelse som utbreder sig med konstant hastighet, varför man får dopplereffekt även vid ljus, radarvågor, radio och astronomiska observationer.

Den förste att beskriva Dopplereffekten var Christian Doppler.

När källan rör sig rakt mot eller rakt från observatören gäller för icke-relativistiska hastigheter att:

fobs = f / (1 - v/c)

• fobs är den observerade frekvensen
• f är den av källan utsända frekvensen
• v är källans hastighet (som är positiv då källan rör sig mot observatören och negativ då den rör sig från)
• c vågrörelsen hastighet (t ex 340 m/s för ljud i luft)

Om källan rör sig med hastigheter nära ljusets hastighet gäller istället

fobs = f · sqrt( (1-v/c) / (1+v/c) )

Praktiskt har kanske dopplereffekten sin största betydelse vid radarmätningar, då man kan avgöra inte bara objektens läge utan även deras hastighet, samt vid kommunikation med icke-geostationära satelliter, dvs de som inte står skenbart stilla på himlavalvet utan har en viss omloppstid runt jorden. Satellitens rörelse orsakar att frekvensen måste korrigeras under hela tiden som en satellitpassage varar. Vanligen rör det sig om några kHz.

En del fladdermöss utnyttjar dopplereffekten.

Se även:

• Rödförskjutning

2.Musikgrupp

En musikgrupp i genren Electro.

Redigera?

Artikeln skriven 2009-01-18 av Learning4sharing

Inga kategorier för denna artikel än...

Intresserad av fler artiklar?

RL
Gråtrut
Håll mun
Hackspett
Sjöfartsverket
Slutänden
Fyrbåk
Soldatara
Slutända/slutände