प्रशासकाकडून संदेश:

अगं! कोणाला फार पूर्वीपासून इंग्रजी शिकण्याची इच्छा आहे?
वर जा आणि दोन विनामूल्य धडे मिळवा SkyEng इंग्रजी भाषेच्या शाळेत!
मी स्वतः तिथे अभ्यास करतो - ते खूप छान आहे. प्रगती आहे.

अॅप्लिकेशनमध्ये तुम्ही शब्द शिकू शकता, ऐकू शकता आणि उच्चारण करू शकता.

एकदा प्रयत्न कर. माझा दुवा वापरून दोन धडे विनामूल्य!
क्लिक करा

जर तरंग स्त्रोत माध्यमाच्या सापेक्ष हलवत असेल तर, तरंग क्रेस्ट्समधील अंतर (तरंगलांबी) हालचालीच्या गती आणि दिशा यावर अवलंबून असते. जर स्त्रोत रिसीव्हरकडे सरकत असेल, म्हणजे, तो उत्सर्जित होणाऱ्या लाटाशी पकडला जातो, तर तरंगलांबी कमी होते. ते काढून टाकल्यास तरंगलांबी वाढते.

सर्वसाधारणपणे लहरीची वारंवारता केवळ रिसीव्हर ज्या वेगाने फिरत आहे त्यावर अवलंबून असते

स्रोतापासून लाट सुरू होताच, त्याच्या प्रसाराची गती केवळ ज्या माध्यमात प्रसारित होते त्या गुणधर्मांद्वारे निर्धारित केली जाते - लहरीचा स्त्रोत यापुढे कोणतीही भूमिका बजावत नाही. पाण्याच्या पृष्ठभागावर, उदाहरणार्थ, लाटा, एकदा उत्तेजित झाल्यानंतर, दबाव शक्ती, पृष्ठभागावरील ताण आणि गुरुत्वाकर्षण यांच्या परस्परसंवादामुळेच प्रसारित होतात. दाबातील फरकांच्या दिशात्मक प्रसारामुळे ध्वनिक लहरी हवेत (आणि इतर ध्वनी-संवाहक माध्यम) प्रसारित होतात. आणि लहरींच्या प्रसाराची कोणतीही यंत्रणा तरंग स्त्रोतावर अवलंबून नसते. त्यामुळे डॉपलर प्रभाव.

हे अधिक स्पष्ट करण्यासाठी, सायरन असलेल्या कारवरील उदाहरणाचा विचार करूया.

प्रथम कार स्थिर आहे असे मानू या. सायरनमधून येणारा आवाज आपल्यापर्यंत पोहोचतो कारण त्यातील लवचिक पडदा वेळोवेळी हवेवर कार्य करत असतो, त्यामध्ये दाब निर्माण करतो - वाढलेल्या दाबाचे क्षेत्र - व्हॅक्यूमसह पर्यायी. कॉम्प्रेशन पीक - ध्वनिक लहरीचे "शिखर" - ते आपल्या कानापर्यंत पोहोचेपर्यंत आणि कानाच्या पडद्यावर परिणाम होईपर्यंत माध्यम (हवा) द्वारे प्रसारित होतात. म्हणून, कार स्थिर असताना, आम्ही त्याच्या सिग्नलचा अपरिवर्तित टोन ऐकत राहू.

पण कार तुमच्या दिशेनं फिरायला लागताच, एक नवीन जोडली जाईल प्रभाव. एका वेव्ह पीकच्या उत्सर्जनापासून दुसऱ्या शिखरापर्यंत, कार तुमच्या दिशेने काही अंतरावर जाईल. यामुळे, प्रत्येक त्यानंतरच्या लाट शिखराचा स्त्रोत जवळ असेल. परिणामी, कार स्थिर असताना लाटा तुमच्या कानापर्यंत पोहोचतील त्यापेक्षा जास्त वेळा तुमच्या कानापर्यंत पोहोचतील आणि तुम्हाला जाणवणारा आवाज वाढेल. याउलट, हॉर्न असलेली कार विरुद्ध दिशेने चालवल्यास, ध्वनिक लहरींची शिखरे तुमच्या कानापर्यंत कमी वेळा पोहोचतील आणि आवाजाची जाणवलेली वारंवारता कमी होईल.

खगोलशास्त्र, सोनार आणि रडारमध्ये ते महत्त्वाचे आहे. खगोलशास्त्रात, उत्सर्जित प्रकाशाच्या विशिष्ट वारंवारतेच्या डॉपलर शिफ्टचा उपयोग ताऱ्याच्या निरीक्षणाच्या रेषेसह त्याच्या हालचालीचा वेग मोजण्यासाठी केला जाऊ शकतो. सर्वात आश्चर्यकारक परिणाम दूरच्या आकाशगंगांमधून प्रकाशाच्या फ्रिक्वेन्सीमध्ये डॉपलर शिफ्टचे निरीक्षण केल्यावर येतो: तथाकथित रेड शिफ्ट सूचित करते की सर्व आकाशगंगा प्रकाशाच्या अर्ध्या वेगाच्या वेगाने आपल्यापासून दूर जात आहेत आणि अंतर वाढत आहेत. ब्रह्मांड अशाच प्रकारे विस्तारत आहे का किंवा आकाशगंगांच्या “विखुरण्या” व्यतिरिक्त इतर कशामुळे लाल शिफ्ट होत आहे का हा प्रश्न खुला आहे.

1842 मध्ये, झेक टेक्निकल युनिव्हर्सिटीमध्ये काम करत असलेल्या ख्रिश्चन डॉपलरने, सैद्धांतिकदृष्ट्या, जसे ते म्हणतात, "त्याच्या पेनच्या टोकावर," तरंग स्त्रोताच्या हालचालीचा वेग आणि दिशा यांवर निरीक्षकाने ओळखलेल्या दोलनांच्या वारंवारतेचे अवलंबित्व काढले. आणि निरीक्षक एकमेकांशी संबंधित.
या घटनेचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी उदाहरण म्हणून, प्लॅटफॉर्मवर उभ्या असलेल्या निरीक्षकाच्या जवळ जाताना किंवा दूर जाताना ट्रेनच्या शिट्टीचा स्वर कसा बदलतो याचे वर्णन करण्याची प्रथा आहे.
आपल्यापैकी कोणी हा उच्च, वाढणारा स्वर, अचानकपणे खालच्या आवाजात बदलणारा आवाज ऐकला नाही?

हॉर्न कंपने (ध्वनी लहरी) निर्माण करतो, परंतु त्या दिशेने जाणे त्यांना संकुचित करते आणि दूर गेल्याने ते ताणते.
ते संकुचित होते कारण अंतर कमी होते आणि प्रत्येक त्यानंतरच्या लाटाला निरीक्षकापर्यंत पोहोचण्यासाठी कमी वेळ लागतो, परंतु उलट दिशेने, याला जास्त वेळ लागतो - लाटा पसरतात.
फ्रिक्वेंसी (प्रति युनिट वेळेत लाटांची संख्या - F), प्रसार गती (V) आणि तरंगलांबी (क्रेस्टपासून क्रेस्टपर्यंत - एल) साध्या सूत्राने संबंधित आहेत:

F=V/L

ख्रिश्चन डॉपलरने प्रकाशाच्या स्वरूपाचा अभ्यास करून हा प्रभाव शोधला, म्हणजे. अशा प्रकारे वागणाऱ्या पोहणाऱ्या बदकाच्या केवळ ध्वनी लहरी किंवा पाण्याच्या लाटा नाहीत.
त्याच प्रकारे, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक दोलनांची वारंवारता या दोलनांच्या स्त्रोताच्या किंवा प्राप्तकर्त्याच्या हालचालीच्या दिशेवर अवलंबून बदलते. याचा अर्थ असा की जर तुम्ही दिलेल्या फ्रिक्वेन्सीच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्हसह कोणत्याही हलत्या वस्तूचे विकिरण केले आणि नंतर प्राप्त झालेल्या परावर्तित व्हेव्हशी या फ्रिक्वेन्सीची तुलना केली, तर फरकावरून तुम्ही या वस्तूचा वेग आणि त्याच्या हालचालीची दिशा ठरवू शकता.

अशा प्रकारे "डॉपलर वेग मीटर" किंवा रडारचा शोध लागला.

जवळ येणाऱ्या कारच्या परावर्तित लहरीची वारंवारता रडारद्वारे उत्सर्जित केलेल्या वारंवारतेपेक्षा जास्त असते आणि चालत्या कारच्या परावर्तित लहरीची वारंवारता कमी असते. हा डॉप्लर प्रभाव आहे.
उत्सर्जित आणि परावर्तित तरंगांमधील वारंवारता फरकावरून वाहनाचा वेग मोजला जातो.

कुतूहलाची गोष्ट म्हणजे, "डॉपलर" नावाच्या स्पेलिंगबद्दल (आणि परिणाम) गोंधळ आहे. अशा प्रकारे, शास्त्रीय संदर्भ साहित्यात, उदाहरणार्थ, मध्ये

कारच्या सायरनचा आवाज तुमच्या जवळ येतो किंवा तुमच्यापासून दूर जातो तेव्हा त्याचा आवाज वेगळा असतो हे तुमच्या कधी लक्षात आले आहे का?

मागे जाणाऱ्या आणि जवळ येणाऱ्या ट्रेन किंवा कारच्या शिट्टी किंवा सायरनच्या वारंवारतेतील फरक हे डॉप्लर प्रभावाचे सर्वात स्पष्ट आणि व्यापक उदाहरण आहे. ऑस्ट्रियन भौतिकशास्त्रज्ञ ख्रिश्चन डॉप्लर यांनी सैद्धांतिकदृष्ट्या शोधून काढले, हा प्रभाव नंतर विज्ञान आणि तंत्रज्ञानामध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावेल.

निरीक्षकासाठी, किरणोत्सर्गाच्या तरंगलांबीचे मूल्य निरीक्षकाच्या तुलनेत स्त्रोताच्या वेगवेगळ्या वेगाने भिन्न असेल. जसजसा स्त्रोत जवळ येईल तसतशी तरंगलांबी कमी होईल आणि जसजशी ती दूर जाईल तसतशी ती वाढत जाईल. परिणामी, तरंगलांबीसह वारंवारता देखील बदलते. त्यामुळे, जवळ येणा-या ट्रेनच्या शिट्टीची वारंवारता ती दूर जाताना शिट्टीच्या वारंवारतेपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते. वास्तविक, हे डॉपलर प्रभावाचे सार आहे.

डॉपलर प्रभाव अनेक मोजमाप आणि संशोधन उपकरणांच्या कार्याचा अंतर्भाव करतो. आज हे औषध, विमानचालन, अंतराळविज्ञान आणि अगदी दैनंदिन जीवनात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. डॉप्लर इफेक्ट सॅटेलाइट नेव्हिगेशन आणि रोड रडार, अल्ट्रासाऊंड मशीन आणि सुरक्षा अलार्मला सामर्थ्य देतो. डॉपलर इफेक्टचा वैज्ञानिक संशोधनात मोठ्या प्रमाणावर वापर झाला आहे. कदाचित तो खगोलशास्त्रात प्रसिद्ध आहे.

प्रभावाचे स्पष्टीकरण

डॉप्लर प्रभावाचे स्वरूप समजून घेण्यासाठी, फक्त पाण्याच्या पृष्ठभागाकडे पहा. पाण्यावरील वर्तुळे कोणत्याही लहरीचे तीनही घटक उत्तम प्रकारे दाखवतात. चला कल्पना करूया की काही स्थिर फ्लोट वर्तुळे तयार करतात. या प्रकरणात, कालावधी एका आणि पुढील वर्तुळाच्या उत्सर्जन दरम्यान निघून गेलेल्या वेळेशी संबंधित असेल. वारंवारता ठराविक कालावधीत फ्लोटद्वारे उत्सर्जित केलेल्या वर्तुळांच्या संख्येइतकी असते. तरंगलांबी सलग उत्सर्जित होणाऱ्या दोन वर्तुळांच्या त्रिज्येतील फरकाच्या बरोबरीची असेल (दोन लगतच्या शिखरांमधील अंतर).

या स्थिर फ्लोटजवळ एक बोट येत असल्याची कल्पना करू या. ती कड्यांच्या दिशेने जात असल्याने, बोटीचा वेग वर्तुळांच्या प्रसाराच्या वेगात जोडला जाईल. त्यामुळे, बोटीच्या सापेक्ष, येणाऱ्या कड्यांची गती वाढेल. त्याच वेळी तरंगलांबी कमी होईल. परिणामी, बोटीच्या बाजूला असलेल्या दोन समीप वर्तुळांच्या आघातांमध्ये जाणारा वेळ कमी होईल. दुसऱ्या शब्दांत, कालावधी कमी होईल आणि त्यानुसार, वारंवारता वाढेल. तशाच प्रकारे, मागे जाणाऱ्या बोटीसाठी, आता त्याला पकडणाऱ्या क्रेस्टचा वेग कमी होईल आणि तरंगलांबी वाढेल. म्हणजे कालावधी वाढवणे आणि वारंवारता कमी करणे.

आता कल्पना करा की फ्लोट दोन स्थिर बोटींमध्ये स्थित आहे. शिवाय, त्यापैकी एकावरील मच्छीमार फ्लोट स्वतःकडे खेचतो. पृष्ठभागाच्या सापेक्ष गती प्राप्त करून, फ्लोट अगदी समान वर्तुळे उत्सर्जित करत राहतो. तथापि, प्रत्येक पुढील वर्तुळाचे केंद्र मागील वर्तुळाच्या मध्यभागी सापेक्ष बोट ज्या दिशेने फ्लोट येत आहे त्या दिशेने हलविले जाईल. त्यामुळे या बोटीच्या बाजूने कड्यांमधील अंतर कमी होणार आहे. असे दिसून आले की कमी तरंगलांबी असलेली मंडळे, आणि म्हणून कमी कालावधी आणि वाढीव वारंवारता, मच्छीमार फ्लोट खेचत बोटीकडे येतील. त्याचप्रमाणे वाढलेली लांबी, कालावधी आणि कमी वारंवारता असलेल्या लाटा दुसऱ्या मच्छिमारापर्यंत पोहोचतील.

बहुरंगी तारे

पाण्याच्या पृष्ठभागावरील लाटांच्या वैशिष्ट्यांमधील बदलांचे असे नमुने एकेकाळी ख्रिश्चन डॉपलरच्या लक्षात आले होते. त्यांनी अशा प्रत्येक प्रकरणाचे गणितीय वर्णन केले आणि प्राप्त डेटा ध्वनी आणि प्रकाशावर लागू केला, ज्यात लहरी स्वरूप देखील आहे. डॉपलरने असे सुचवले की अशा प्रकारे ताऱ्यांचा रंग थेट आपल्यापासून कोणत्या वेगाने जवळ येतो किंवा दूर जातो यावर अवलंबून असतो. त्यांनी 1842 मध्ये सादर केलेल्या लेखात या गृहितकाची रूपरेषा मांडली.

लक्षात घ्या की डॉप्लर ताऱ्यांच्या रंगाबद्दल चुकीचा होता. त्यांचा असा विश्वास होता की सर्व तारे एक पांढरा रंग उत्सर्जित करतात, जो नंतर निरीक्षकाच्या तुलनेत त्यांच्या वेगामुळे विकृत होतो. खरं तर, डॉप्लर प्रभाव ताऱ्यांच्या रंगावर नाही तर त्यांच्या स्पेक्ट्रमच्या नमुन्यावर परिणाम करतो. आपल्यापासून दूर जाणाऱ्या ताऱ्यांसाठी, स्पेक्ट्रमच्या सर्व गडद रेषा तरंगलांबी वाढवतील - लाल बाजूला सरकतील. हा प्रभाव विज्ञानात “रेड शिफ्ट” या नावाने स्थापित केला जातो. ताऱ्यांकडे जाताना, त्याउलट, रेषा उच्च वारंवारता असलेल्या स्पेक्ट्रमच्या भागाकडे झुकतात - वायलेट रंग.

डॉप्लर सूत्रांवर आधारित वर्णक्रमीय रेषांचे हे वैशिष्ट्य, फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ आर्मंड फिझेओ यांनी 1848 मध्ये सैद्धांतिकदृष्ट्या भाकीत केले होते. याची प्रायोगिकपणे 1868 मध्ये पुष्टी विल्यम हगिन्स यांनी केली होती, ज्यांनी अवकाशाच्या वर्णक्रमीय अभ्यासात मोठे योगदान दिले. आधीच 20 व्या शतकात, स्पेक्ट्रममधील रेषांसाठी डॉपलर इफेक्टला "रेड शिफ्ट" म्हटले जाईल, ज्याकडे आपण परत येऊ.

रेल्वेवर मैफल

1845 मध्ये, डच हवामानशास्त्रज्ञ बेयस-बॅलॉट आणि नंतर डॉपलर यांनी डॉप्लर "ध्वनी" प्रभावाची चाचणी घेण्यासाठी अनेक प्रयोग केले. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, त्यांनी जवळ येणाऱ्या आणि निघणाऱ्या ट्रेनच्या हॉर्नचा पूर्वी उल्लेख केलेला प्रभाव वापरला. चालत्या ट्रेनच्या खुल्या गाडीत असताना ठराविक टीप वाजवणाऱ्या ट्रम्पेटर्सच्या गटांनी शिट्टीची भूमिका बजावली होती.

Beuys-Ballot ने चांगले श्रवण असलेल्या लोकांच्या मागे ट्रम्पेटर्स पाठवले, ज्यांनी रचनेच्या वेगवेगळ्या वेगाने नोटमधील बदल नोंदवले. त्यानंतर त्याने कर्णा वाजवणाऱ्यांना व्यासपीठावर आणि श्रोत्यांना गाडीत बसवून हा प्रयोग पुन्हा केला. डॉपलरने ट्रम्पेटर्सच्या दोन गटांच्या नोट्सची विसंगती रेकॉर्ड केली, जे एकाच वेळी त्याच्याजवळ आले आणि एक नोट वाजवून त्याच्यापासून दूर गेले.

दोन्ही प्रकरणांमध्ये, ध्वनी लहरींसाठी डॉप्लर प्रभाव यशस्वीरित्या पुष्टी केली गेली. शिवाय, आपल्यापैकी प्रत्येकजण हा प्रयोग दैनंदिन जीवनात करू शकतो आणि स्वतःसाठी याची पुष्टी करू शकतो. म्हणूनच, समकालीनांनी डॉप्लर प्रभावावर टीका केली असली तरीही, पुढील संशोधनाने ते निर्विवाद केले.

आधी नमूद केल्याप्रमाणे, डॉपलर इफेक्टचा वापर निरीक्षकाच्या सापेक्ष अवकाशातील वस्तूंचा वेग निश्चित करण्यासाठी केला जातो.

कॉस्मिक ऑब्जेक्ट्सच्या स्पेक्ट्रमवरील गडद रेषा सुरुवातीला नेहमी काटेकोरपणे निश्चित ठिकाणी स्थित असतात. हे स्थान विशिष्ट घटकाच्या शोषण तरंगलांबीशी संबंधित आहे. जवळ येणा-या किंवा मागे जाणा-या ऑब्जेक्टसाठी, सर्व बँड त्यांची स्थिती अनुक्रमे स्पेक्ट्रमच्या व्हायलेट किंवा लाल प्रदेशात बदलतात. पार्थिव रासायनिक घटकांच्या वर्णक्रमीय रेषांची ताऱ्यांच्या वर्णपटातील समान रेषांशी तुलना करून, एखादी वस्तू आपल्यापासून किती वेगाने जवळ येत आहे किंवा दूर जात आहे याचा अंदाज लावता येतो.

1914 मध्ये अमेरिकन खगोलशास्त्रज्ञ वेस्टो स्लिफर यांनी आकाशगंगांच्या स्पेक्ट्रामधील लाल शिफ्टचा शोध लावला. त्याचा देशबांधव एडविन हबल यांनी शोधलेल्या आकाशगंगांच्या अंतरांची तुलना त्यांच्या लाल शिफ्टच्या विशालतेशी केली. म्हणून 1929 मध्ये तो या निष्कर्षावर आला की आकाशगंगा जितकी दूर आहे तितक्या वेगाने ती आपल्यापासून दूर जात आहे. हे नंतर दिसून आले की, त्याने शोधलेला कायदा ऐवजी चुकीचा होता आणि वास्तविक चित्राचे अचूक वर्णन केले नाही. तथापि, हबलने इतर शास्त्रज्ञांद्वारे पुढील संशोधनासाठी योग्य कल सेट केला, जे नंतर कॉस्मॉलॉजिकल रेडशिफ्टची संकल्पना मांडतील.

डॉप्लर रेडशिफ्टच्या विपरीत, जी आपल्या सापेक्ष आकाशगंगांच्या योग्य गतीमुळे उद्भवते, कॉस्मॉलॉजिकल रेडशिफ्ट अवकाशाच्या विस्तारामुळे उद्भवते. तुम्हाला माहिती आहेच की, ब्रह्मांड त्याच्या संपूर्ण खंडात एकसमान विस्तारत आहे. म्हणून, दोन आकाशगंगा एकमेकांपासून जितक्या दूर असतील तितक्या वेगाने ते एकमेकांपासून दूर जातात. त्यामुळे आकाशगंगांमधील प्रत्येक मेगापार्सेक त्यांना प्रत्येक सेकंदाला सुमारे ७० किलोमीटर अंतराने एकमेकांपासून दूर करेल. या प्रमाणाला हबल स्थिरांक म्हणतात. विशेष म्हणजे, हबलने सुरुवातीला त्याचा स्थिरांक प्रति मेगापार्सेक 500 किमी/से इतका अंदाज केला होता.

कोणत्याही आकाशगंगेची रेडशिफ्ट ही दोन वेगवेगळ्या रेडशिफ्ट्सची बेरीज असते ही वस्तुस्थिती त्याने विचारात घेतली नाही या वस्तुस्थितीद्वारे हे स्पष्ट केले आहे. विश्वाच्या विस्ताराने चालविण्याव्यतिरिक्त, आकाशगंगा त्यांच्या स्वतःच्या हालचाली देखील करतात. जर सापेक्षतावादी रेडशिफ्टमध्ये सर्व अंतरांसाठी समान वितरण असेल, तर डॉपलर रेडशिफ्ट सर्वात अप्रत्याशित विसंगती स्वीकारते. शेवटी, आकाशगंगांची त्यांच्या क्लस्टर्समधील योग्य गती केवळ परस्पर गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावांवर अवलंबून असते.

जवळच्या आणि दूरच्या आकाशगंगा

जवळपासच्या आकाशगंगांमध्ये, हबल स्थिरांक त्यांच्यामधील अंतरांचा अंदाज लावण्यासाठी व्यावहारिकदृष्ट्या लागू होत नाही. उदाहरणार्थ, अ‍ॅन्ड्रोमेडा आकाशगंगेमध्ये आपल्या तुलनेत एकूण वायलेट शिफ्ट आहे, कारण ती आकाशगंगेजवळ सुमारे 150 किमी/से वेगाने जाते. जर आपण त्यावर हबलचा नियम लागू केला, तर ते आपल्या आकाशगंगेपासून ५० किमी/से वेगाने दूर जात असावे, जे वास्तवाशी अजिबात जुळत नाही.

दूरच्या आकाशगंगांसाठी, डॉपलर रेडशिफ्ट जवळजवळ अगोचर आहे. त्यांचा आपल्यापासून काढण्याची गती थेट अंतरावर अवलंबून असते आणि एका लहान त्रुटीसह, हबल स्थिरांकाशी संबंधित असते. त्यामुळे सर्वात दूर असलेले क्वासार प्रकाशाच्या वेगापेक्षा जास्त वेगाने आपल्यापासून दूर जात आहेत. विलक्षण गोष्ट म्हणजे, हे सापेक्षतेच्या सिद्धांताला विरोध करत नाही, कारण ही जागा विस्तारण्याची गती आहे, वस्तूंचा नाही. म्हणून, डॉप्लर रेडशिफ्टला कॉस्मॉलॉजिकल मधून वेगळे करण्यास सक्षम असणे महत्वाचे आहे.

हे देखील लक्षात घेण्यासारखे आहे की इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या बाबतीत, सापेक्ष प्रभाव देखील होतो. वेळेची विकृती आणि जेव्हा शरीर निरीक्षकाच्या सापेक्ष हलते तेव्हा रेखीय परिमाणांमध्ये होणारे बदल देखील लहरीच्या स्वरूपावर परिणाम करतात. सापेक्षतावादी प्रभावांसह कोणत्याही परिस्थितीत

अर्थात, डॉपलर प्रभावाशिवाय, ज्याने रेडशिफ्टचा शोध सक्षम केला, आपल्याला विश्वाच्या मोठ्या आकाराच्या संरचनेबद्दल माहिती नसते. तथापि, खगोलशास्त्रज्ञांना लाटांच्या या गुणधर्मापेक्षा जास्त देणे आहे.

डॉप्लर इफेक्ट ताऱ्यांच्या स्थितीतील किंचित विचलन शोधू शकतो, जे त्यांच्याभोवती फिरणाऱ्या ग्रहांद्वारे तयार केले जाऊ शकतात. याबद्दल धन्यवाद, शेकडो एक्सोप्लॅनेट शोधले गेले आहेत. इतर पद्धती वापरून पूर्वी शोधलेल्या एक्सोप्लॅनेटच्या उपस्थितीची पुष्टी करण्यासाठी देखील याचा वापर केला जातो.

जवळच्या तारा प्रणालींच्या अभ्यासात डॉपलर प्रभावाने निर्णायक भूमिका बजावली. जेव्हा दोन तारे इतके जवळ असतात की त्यांना वेगळे पाहिले जाऊ शकत नाही, तेव्हा डॉप्लर प्रभाव खगोलशास्त्रज्ञांच्या मदतीला येतो. हे आपल्याला त्यांच्या स्पेक्ट्रमसह ताऱ्यांच्या अदृश्य परस्पर हालचालींचा मागोवा घेण्यास अनुमती देते. अशा तारा प्रणालींना "ऑप्टिकल बायनरी" देखील म्हटले जाते.

डॉप्लर इफेक्टचा वापर करून, तुम्ही केवळ स्पेस ऑब्जेक्टचा वेगच नाही तर त्याच्या रोटेशनचा वेग, विस्तार, त्याच्या वायुमंडलीय प्रवाहाचा वेग आणि बरेच काही मोजू शकता. शनीच्या वलयांचा वेग, तेजोमेघांचा विस्तार, ताऱ्यांचे स्पंदन या सर्व गोष्टी या प्रभावामुळे मोजल्या जातात. याचा वापर ताऱ्यांचे तापमान निर्धारित करण्यासाठी देखील केला जातो, कारण तापमान देखील हालचालींचे सूचक आहे. आपण असे म्हणू शकतो की आधुनिक खगोलशास्त्रज्ञ डॉप्लर प्रभाव वापरून स्पेस ऑब्जेक्ट्सच्या वेगाशी संबंधित जवळजवळ प्रत्येक गोष्ट मोजतात.

जर ध्वनी स्त्रोत आणि श्रोता एकमेकांच्या सापेक्षपणे फिरत असतील तर एखाद्या व्यक्तीला ध्वनी वेगळ्या प्रकारे समजू शकतो. ते प्रत्यक्षात आहे त्यापेक्षा उंच किंवा लहान दिसू शकते.

जर ध्वनी लहरींचा स्त्रोत आणि प्राप्तकर्ता गतीमध्ये असेल, तर प्राप्तकर्त्याला जाणवणारी ध्वनीची वारंवारता ध्वनी स्त्रोताच्या वारंवारतेपेक्षा वेगळी असते. जसजसे ते जवळ येतात, वारंवारता वाढते आणि जसजसे ते दूर जातात तसतसे ते कमी होते. या इंद्रियगोचर म्हणतात डॉपलर प्रभाव , शोधलेल्या शास्त्रज्ञाच्या नावावर.

ध्वनिकी मध्ये डॉपलर प्रभाव

आपल्यापैकी बर्‍याच जणांनी वेगात जाणाऱ्या ट्रेनच्या शिट्टीचा स्वर कसा बदलतो हे पाहिलं आहे. हे आपल्या कानातल्या ध्वनी लहरींच्या वारंवारतेवर अवलंबून असते. जसजशी ट्रेन जवळ येते तसतशी ही वारंवारता वाढते आणि सिग्नल जास्त होतो. जसजसे आपण निरीक्षकापासून दूर जातो तसतसे वारंवारता कमी होते आणि आपल्याला कमी आवाज ऐकू येतो.

जेव्हा ध्वनी प्राप्तकर्ता हालचाल करत असतो आणि स्त्रोत स्थिर असतो किंवा दोन्ही गतीमध्ये असतात तेव्हा समान प्रभाव दिसून येतो.

ऑस्ट्रियन भौतिकशास्त्रज्ञ ख्रिश्चन डॉप्लर यांनी ध्वनी लहरींची वारंवारता का बदलते हे स्पष्ट केले. 1842 मध्ये, त्यांनी प्रथम वारंवार बदलत्या प्रभावाचे वर्णन केले, ज्याला म्हणतात डॉपलर प्रभाव .

जेव्हा ध्वनी प्राप्तकर्ता ध्वनी लहरींच्या स्थिर स्त्रोताजवळ जातो, तेव्हा प्रति युनिट वेळेत त्याला त्याच्या मार्गावर स्थिर असण्यापेक्षा जास्त लाटा येतात. म्हणजेच, ते उच्च वारंवारता समजते आणि उच्च खेळपट्टी ऐकते. जेव्हा ते दूर जाते, तेव्हा प्रति युनिट वेळेत ओलांडलेल्या लाटांची संख्या कमी होते. आणि आवाज कमी वाटतो.

जेव्हा एखादा ध्वनी स्त्रोत रिसीव्हरकडे जातो तेव्हा तो त्याच्याद्वारे तयार केलेल्या लहरींना पकडतो. त्याची लांबी कमी होते, म्हणून त्याची वारंवारता वाढते. जर ते दूर गेले तर तरंगलांबी लांब होते आणि वारंवारता कमी होते.

प्राप्त झालेल्या लहरीची वारंवारता कशी मोजावी

ध्वनी लहरी केवळ माध्यमात प्रसारित होऊ शकतात. त्याची लांबी λ त्याच्या हालचालीचा वेग आणि दिशा यावर अवलंबून असते.

कुठे ω 0 - गोलाकार वारंवारता ज्यासह स्त्रोत लाटा उत्सर्जित करतो;

सह - माध्यमात लहर प्रसाराची गती;

वि - ज्या गतीने तरंग स्त्रोत माध्यमाच्या तुलनेत हलतो. जर स्त्रोत प्राप्तकर्त्याकडे जात असेल तर त्याचे मूल्य सकारात्मक असते आणि जर ते दूर जात असेल तर नकारात्मक असते.

निश्चित रिसीव्हर वारंवारता ओळखतो

जर ध्वनी स्रोत स्थिर असेल आणि रिसीव्हर हलवत असेल, तर त्याला जाणवणारी वारंवारता

कुठे u - माध्यमाच्या तुलनेत रिसीव्हरचा वेग. प्राप्तकर्ता स्त्रोताकडे जात असल्यास त्याचे सकारात्मक मूल्य असते आणि जर ते दूर जात असेल तर नकारात्मक असते.

सर्वसाधारणपणे, प्राप्तकर्त्याद्वारे समजलेल्या वारंवारतेचे सूत्र आहे:

डॉप्लर प्रभाव कोणत्याही वारंवारतेच्या लाटा तसेच इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनसाठी साजरा केला जातो.

डॉपलर प्रभाव कुठे लागू केला जातो?

लाटा उत्सर्जित करण्यास किंवा परावर्तित करण्यास सक्षम असलेल्या वस्तूंचा वेग मोजण्यासाठी जेथे आवश्यक असेल तेथे डॉप्लर प्रभाव वापरला जातो. हा प्रभाव दिसण्यासाठी मुख्य अट म्हणजे वेव्ह स्त्रोत आणि रिसीव्हरची एकमेकांशी संबंधित हालचाल.

डॉप्लर रडार हे एक साधन आहे जे रेडिओ तरंग उत्सर्जित करते आणि नंतर हलत्या वस्तूमधून परावर्तित होणाऱ्या लहरीची वारंवारता मोजते. सिग्नलची वारंवारता बदलून, ते ऑब्जेक्टची गती निर्धारित करते. अशा रडारचा वापर ट्रॅफिक पोलिस अधिकार्‍यांनी अनुज्ञेय वेग मर्यादा ओलांडणार्‍यांना ओळखण्यासाठी केला जातो. डॉप्लर इफेक्टचा वापर समुद्र आणि हवाई नेव्हिगेशनमध्ये, सुरक्षा यंत्रणेतील मोशन डिटेक्टरमध्ये, हवामानशास्त्रातील वारा आणि ढगाचा वेग मोजण्यासाठी इ.

डॉपलर इकोकार्डियोग्राफी सारख्या कार्डिओलॉजीमधील अशा अभ्यासाबद्दल आपण अनेकदा ऐकतो. डॉपलर इफेक्टचा वापर या प्रकरणात हृदयाच्या झडपांच्या हालचालीचा वेग आणि रक्त प्रवाहाचा वेग निश्चित करण्यासाठी केला जातो.

आणि तारे, आकाशगंगा आणि इतर खगोलीय पिंडांच्या हालचालीचा वेग देखील डॉप्लर प्रभाव वापरून वर्णक्रमीय रेषा बदलून निर्धारित केला जाऊ शकतो.