Astronomia

Lo spostamento Doppler influisce sulla frequenza apparente della pulsar?

Lo spostamento Doppler influisce sulla frequenza apparente della pulsar?

Sappiamo che il redshift e il blueshift sono il risultato della frequenza delle onde luminose riflesse o emesse da un oggetto che si allunga o si accorcia a causa della velocità relativa dell'osservatore che si allontana o si avvicina all'oggetto. Questo è l'effetto Doppler.

Tuttavia, è stato affermato in risposta a una domanda che ho posto su un sito gemello che l'effetto Doppler sarebbe stato anche risultato che la frequenza apparente degli impulsi di una pulsar è più o meno lunga a causa della velocità relativa della stella. Dato che la velocità della luce è costante indipendentemente dal sistema di riferimento (un concetto che, tra l'altro, faccio davvero fatica a capire), è corretto?

Il mio pensiero è che non sia corretto. Usando l'analogia di un lanciatore che mi lancia delle palle mediche a una velocità fissa, posso "vedere" la velocità di lancio in base alla frequenza di quando vengo colpito. Tuttavia, se il lanciatore si sta allontanando da me, la velocità delle palle lanciate contro di me sarà più lenta (rispetto al mio sistema di riferimento) e quindi mi colpirà con meno frequenza. Tuttavia, se il lanciatore dovesse regolare la sua velocità di sparo (cioè velocità della palla rispetto a se stessa; la frequenza rimane costante in questa analogia) in modo che le palle mi colpiscano sempre alla stessa velocità (simulando così il concetto della velocità sempre fissa di luce), il tempo tra loro non cambierebbe.

Quindi, data la velocità della luce sempre costante, è corretto che la frequenza del polso di una pulsar appaia diversa a velocità relative diverse?


Si è corretto.

Considera il classico esempio di una sirena (diciamo) da $ 1000 $ Hz su un'ambulanza che si avvicina a te. Una volta prodotta una singola onda, la sorgente si sposta verso di te prima che venga prodotta l'onda successiva. La lunghezza d'onda delle onde sonore nell'aria è ridotta, quindi la frequenza che si sente è aumentata. Spostamento Doppler semplice e di base...

Ma considera il caso in cui la sirena viene accesa e spenta con un periodo complessivo di cinque secondi. Quindi hai un segnale kilohertz da $ 1 $ modulato a $ 0,2 $ Hertz.

Ma lo stesso argomento vale per questa frequenza di modulazione. Una catena di onde da $1$ kilohertz viene generata per $2.5$ secondi e viene inviata nel suo percorso. L'ambulanza si avvicina a te per i successivi $ 2,5 $ silenziosi secondi, quindi avvia la catena successiva per la sua strada, più vicino all'ultima catena a causa della distanza percorsa nella fase silenziosa. Lo stesso fattore di spostamento Doppler si applica alla frequenza portante e alla frequenza di modulazione.

La stessa fisica ha quasi fatto deragliare la sonda Cassini-Huygens. Le variazioni estreme di velocità della sonda hanno causato uno spostamento Doppler sia nella frequenza di trasmissione che nel velocità dati portato da questa trasmissione. Il primo è stato gestito; il secondo no!

Vedi http://www.thespacereview.com/article/306/1

o

http://spectrum.ieee.org/aerospace/space-flight/titan-calling


Che cos'è l'effetto Doppler menzionare le due applicazioni dell'effetto Doppler?

Il effetto Doppler ha molti vero-applicazioni mondiali. Per esempio, oltre al radar della polizia, il effetto Doppler viene utilizzato dai meteorologi per monitorare le tempeste. I medici hanno persino usato il effetto Doppler per diagnosticare problemi cardiaci.

Sapete anche, perché l'effetto Doppler viene utilizzato negli ospedali? Il effetto Doppler è usato negli ospedali per misurare la direzione e la velocità del flusso sanguigno nelle arterie e nelle vene. Il effetto Doppler è un cambiamento osservato nella frequenza di un'onda (ad esempio suono o luce,) mentre la sorgente e l'osservatore si avvicinano o si allontanano l'uno dall'altro.

Ci si potrebbe anche chiedere, quali sono alcuni esempi dell'effetto Doppler?

Uno dei più comuni esempi è quello del suono di una sirena su un'ambulanza o su un'autopompa. Potresti aver notato che quando una sirena in rapido movimento ti passa accanto, il tono della sirena diminuisce bruscamente. All'inizio, la sirena viene verso di te, quando il tono è più alto.

Qual è l'applicazione dell'effetto Doppler?

Il effetto Doppler viene utilizzato per misurare la velocità degli oggetti rilevati in cui un raggio radar viene sparato su un bersaglio in movimento. Ad esempio, la polizia uso radar per rilevare un veicolo in eccesso di velocità. In un modo simile, Doppler il radar viene utilizzato dalle stazioni meteorologiche per calcolare fattori come la velocità e l'intensità del vento.


Risposte e risposte

Sia l'energia che la frequenza di un fotone dipendono dal sistema di riferimento dell'osservatore. Non esiste una cosa come la frequenza o l'energia "reali" (assolute) per un fotone.

Quando un fotone entra nel tuo occhio, la sensazione di colore che produce dipende dalla sua frequenza (o energia) nel tuo quadro di riferimento.

Infatti, in linea di principio, se acceleri a una velocità sufficientemente elevata verso un fotone in arrivo, puoi cambiarlo (dal tuo punto di vista) da un fotone verde a un fotone ultravioletto, e ancora di più, a un raggio X o gamma- fotone di raggio.


In che modo l'effetto Doppler è correlato alla distanza di una galassia dalla Terra?

Questa è una risposta esauriente qui. In questo modo, come viene utilizzato l'effetto Doppler in astronomia?

astronomi Usa il effetto Doppler studiare il moto degli oggetti nell'Universo, dai vicini pianeti extrasolari all'espansione di galassie lontane. spostamento Doppler è la variazione di lunghezza di un'onda (luce, suono, ecc.) dovuta al moto relativo della sorgente e del ricevitore.

In secondo luogo, come viene utilizzato l'effetto Doppler per misurare la velocità di una galassia? Il velocità del galassia è misurato osservando lo spettro luminoso proveniente da lontano galassia. Le proprietà dello spettro cambiano a causa del moto di galassia rispetto alla Terra. Il Effetto Doppler è utilizzato per determinare la velocità del galassia.

Allo stesso modo, potresti chiedere, come viene utilizzato l'effetto Doppler come prova di un universo in espansione?

Il Effetto Doppler è prova che il universo è in espansione. Quando le stelle o le galassie si allontanano da noi, vediamo che il loro colore cambia in rosso. Poiché le galassie lontane sono spostate verso il rosso, ciò significa che si stanno tutte allontanando rispetto alla Terra.

Perché è importante comprendere l'effetto Doppler?

Se la stella e l'osservatore si allontanano [A] la lunghezza d'onda aumenta perché le singole onde si incontrano meno frequentemente. Il effetto Doppler è importante in astronomia perché consente di calcolare la velocità degli oggetti che emettono luce nello spazio, come stelle o galassie.


L'effetto Doppler è anche noto come spostamento Doppler e prende il nome dallo scienziato Doppler.


Il effetto Doppler, che prende il nome da Christian Doppler, è l'apparente cambiamento di frequenza e lunghezza d'onda di un'onda. L'effetto Doppler è percepito da un osservatore in movimento rispetto alla sorgente delle onde. Per le onde, come le onde sonore, che si propagano in un mezzo ondulatorio, la velocità dell'osservatore e della sorgente sono calcolate rispetto al mezzo in cui le onde vengono trasmesse. L'effetto Doppler totale può quindi derivare dal movimento della sorgente o dal movimento dell'osservatore. Ciascuno di questi effetti viene analizzato separatamente. Per le onde che non richiedono un mezzo, come la luce o la gravità nella relatività speciale, è necessario considerare solo la differenza relativa di velocità tra l'osservatore e la sorgente.

Sviluppo dell'effetto Doppler.

Doppler ha proposto per la prima volta l'effetto 1842 nella monografia über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels - Versuch einer das Bradleysche Theorem als integrirenden Theil in sich schliessenden allgemeineren Theorie (Sulla luce colorata delle stelle rifratte binarie e di altri corpi celesti - Tentativo di una teoria più generale che includa il teorema di Bradley come parte integrante). L'ipotesi è stata testata per le onde sonore dallo scienziato olandese Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot nel 1845. Ha confermato che il tono del suono era più alto quando la sorgente sonora si avvicinava a lui e più basso quando la sorgente sonora si allontanava da lui. Hippolyte Fizeau scoprì indipendentemente lo stesso fenomeno sulle onde elettromagnetiche nel 1848 (in Francia, l'effetto è talvolta chiamato "effet Doppler-Fizeau").

Informazioni generali sull'effetto Doppler.

Per le onde che viaggiano attraverso un mezzo (suono, ultrasuoni, ecc.) il rapporto tra frequenza osservata f' e frequenza emessa f è dato da:

dove è la velocità delle onde nel mezzo (in aria a 0°C è 332 m/s). Per trovare la velocità del suono a una temperatura diversa, sotto la temperatura in C nell'equazione = 332 + 0,59 T è la velocità della sorgente (la cosa che emette il suono).


Per le onde che viaggiano alla velocità della luce, come le onde radio, la relazione tra la frequenza osservata f' e la frequenza emessa è data da:

Cambio di frequenzaFrequenza osservata
dove è la frequenza trasmessa. è la velocità del trasmettitore rispetto al ricevitore in metri/secondo. Positivo quando ci si avvicina, negativo quando ci si allontana. è la velocità della luce nel vuoto ( m/s).

Poiché la frequenza rilevata aumenta per gli oggetti che si muovono verso l'osservatore, la velocità dell'oggetto deve essere sottratto quando il movimento è in movimento verso l'osservatore. (Questo perché la velocità della sorgente è nel denominatore.) Al contrario, frequenza rilevata diminuisce quando l'oggetto si allontana, e quindi la velocità dell'oggetto è aggiunto quando il movimento è lontano.

È importante rendersi conto che la frequenza dei suoni che la sorgente emette in realtà non cambia. Per capire cosa succede, considera la seguente analogia. Qualcuno lancia una palla ogni secondo nella direzione di un uomo. Supponiamo che le sfere viaggino con velocità costante. Se il lanciatore è fermo, l'uomo riceverà una palla ogni secondo. Tuttavia, se il lanciatore si sta muovendo verso l'uomo, riceverà le palle più frequentemente perché le palle saranno meno distanziate. Il contrario è vero se il lanciatore si sta allontanando dall'uomo. Quindi in realtà è il lunghezza d'onda che ne risente di conseguenza, ne risente anche la frequenza percepita.

Se la sorgente in movimento emette onde attraverso un mezzo con una frequenza reale f0, quindi un osservatore stazionario rispetto al mezzo rileva onde con una frequenza f dato da:

dove v è la velocità delle onde nel mezzo e vs, r è la velocità della sorgente rispetto al mezzo (positiva se si allontana dall'osservatore, negativa se si avvicina all'osservatore), radiale all'osservatore.

Un'analisi simile per un osservatore in movimento e una sorgente stazionaria fornisce la frequenza osservata (la velocità dell'osservatore è rappresentata come vo):

dove si applica la stessa convenzione : vo è positivo se l'osservatore si sta allontanando dalla sorgente e negativo se l'osservatore si sta avvicinando alla sorgente.

Questi possono essere generalizzati in una singola equazione vettoriale. Si supponga che il sistema di coordinate sia fermo rispetto al mezzo, la cui velocità del suono è c . C'è una fonte S muoversi con velocità ed emettendo onde con una frequenza fS . C'è un rilevatore r muoversi con velocità , e il vettore unitario da S per r è (cioè ). Allora la frequenza fr al rivelatore si trova da

Se , allora la variazione di frequenza dipende principalmente dalla velocità relativa della sorgente e del rivelatore:

Il primo tentativo di estendere l'analisi Doppler alle onde luminose fu presto fatto da Fizeau. Infatti, le onde luminose non richiedono un mezzo per propagarsi e la corretta comprensione dell'effetto Doppler per la luce richiede l'uso della teoria della relatività speciale. Vedi effetto Doppler relativistico.

Applicazioni per l'effetto Doppler compresi gli usi quotidiani dell'effetto Doppler.

La sirena su un veicolo di emergenza in transito partirà più in alto del suo passo fisso, scivolerà verso il basso mentre passa e continuerà più in basso del suo passo stazionario mentre si allontana dall'osservatore. L'astronomo John Dobson ha spiegato l'effetto in questo modo:

"Il motivo per cui la sirena scivola è perché non ti colpisce."

In altre parole, se la sirena si avvicinasse direttamente all'osservatore, il tono rimarrebbe costante (come vs, r è solo la componente radiale) fino a quando il veicolo lo ha colpito, quindi saltare immediatamente a un nuovo passo più basso. La differenza tra il tono più alto e il tono di pausa sarebbe la stessa del tono più basso e il passo di pausa. Poiché il veicolo passa accanto all'osservatore, la velocità radiale non rimane costante, ma varia in funzione dell'angolo tra la sua linea di vista e la velocità della sirena:

dove vS è la velocità dell'oggetto (sorgente di onde) rispetto al mezzo, e ? è l'angolo tra la velocità in avanti dell'oggetto e la linea di vista dall'oggetto all'osservatore.

Effetto Doppler di astronomia.

L'effetto Doppler per le onde elettromagnetiche come la luce è di grande utilità in astronomia e si traduce in un cosiddetto redshift o blueshift. È stato usato per misurare la velocità con cui le stelle e le galassie si avvicinano o si allontanano da noi, cioè il velocità radiale. Questo viene utilizzato per rilevare se una singola stella è, in effetti, una binaria stretta e persino per misurare la velocità di rotazione di stelle e galassie.

L'uso dell'effetto Doppler per la luce in astronomia dipende dal fatto che gli spettri delle stelle non sono continui. Mostrano linee di assorbimento a frequenze ben definite che sono correlate con le energie richieste per eccitare gli elettroni in vari elementi da un livello all'altro. L'effetto Doppler è riconoscibile nel fatto che le righe di assorbimento non sono sempre alle frequenze che si ottengono dallo spettro di una sorgente luminosa stazionaria. Poiché la luce blu ha una frequenza maggiore della luce rossa, le righe spettrali di una sorgente di luce astronomica in avvicinamento mostrano uno spostamento verso il blu e quelle delle sorgenti che si allontanano mostrano uno spostamento verso il rosso.

Tra le stelle vicine, le maggiori velocità radiali rispetto al Sole sono +308 km/s (BD-15�, noto anche come LHS 52, a 81,7 anni luce di distanza) e -260 km/s (Woolley 9722, anche noto come Wolf 1106 e LHS 64, a 78,2 anni luce di distanza). Velocità radiale positiva significa che la stella si sta allontanando dal Sole, negativa che si sta avvicinando.

Misura della temperatura per effetto Doppler.

Un altro uso dell'effetto Doppler che si trova soprattutto in astronomia, è la stima della temperatura di un gas che emette una riga spettrale. A causa del movimento termico del gas, ogni emettitore può essere leggermente spostato verso il rosso o verso il blu e l'effetto netto è un allargamento della linea. Questa forma della linea è chiamata profilo Doppler e la larghezza della linea è proporzionale alla radice quadrata della temperatura del gas, consentendo di utilizzare la linea allargata Doppler per misurare la temperatura del gas che emette.

L'effetto Doppler viene utilizzato anche in alcune forme di radar per misurare la velocità degli oggetti rilevati. Un raggio radar viene sparato su un bersaglio in movimento, ad esempio un'auto, poiché il radar viene spesso utilizzato dalla polizia per rilevare gli automobilisti in eccesso di velocità, mentre si allontana dalla sorgente radar. Ogni onda successiva deve viaggiare ulteriormente per raggiungere l'auto, prima di essere riflessa e rilevata nuovamente vicino alla sorgente. Poiché ogni onda deve spostarsi ulteriormente, il divario tra ciascuna onda aumenta, aumentando la lunghezza d'onda. In alcune situazioni, il raggio radar viene sparato all'auto in movimento mentre si avvicina, nel qual caso ogni onda successiva percorre una distanza minore, diminuendo la lunghezza d'onda. In entrambe le situazioni, i calcoli dell'effetto Doppler determinano con precisione la velocità dell'auto.

Anche la spoletta di prossimità sviluppata durante la seconda guerra mondiale si basa sul radar Doppler.

Imaging medico e misurazione del flusso sanguigno.

Un ecocardiogramma può, entro certi limiti, produrre una valutazione accurata della direzione del flusso sanguigno e della velocità del sangue e del tessuto cardiaco in qualsiasi punto arbitrario utilizzando l'effetto doppler. Uno dei limiti è che il fascio di ultrasuoni dovrebbe essere il più parallelo possibile al flusso sanguigno. Le misurazioni della velocità consentono di valutare le aree e la funzione delle valvole cardiache, eventuali comunicazioni anomale tra il lato sinistro e destro del cuore, eventuali perdite di sangue attraverso le valvole (rigurgito valvolare) e il calcolo della gittata cardiaca. Gli ultrasuoni con mezzo di contrasto che utilizzano mezzi di contrasto a microbolle riempiti di gas possono essere utilizzati per migliorare la velocità o altre misurazioni mediche relative al flusso.

Sebbene "Doppler" sia diventato sinonimo di "misurazione della velocità" nell'imaging medico, in molti casi non è lo spostamento di frequenza (spostamento Doppler) del segnale ricevuto che viene misurato, ma lo spostamento di fase (quando arriva il segnale ricevuto).

Le misurazioni della velocità del flusso sanguigno sono utilizzate anche in altri campi dell'ecografia medica, come l'ecografia ostetrica e la neurologia. La misurazione della velocità del flusso sanguigno nelle arterie e nelle vene basata sull'effetto doppler è uno strumento efficace per la diagnosi di problemi vascolari come la stenosi.

Misurazione del flusso mediante l'uso del Doppler.

Strumenti come il velocimetro laser Doppler (LDV) e il velocimetro Doppler acustico (ADV) sono stati sviluppati per misurare le velocità in un flusso di fluido. L'LDV e l'ADV emettono un raggio luminoso o acustico e misurano lo spostamento doppler nelle lunghezze d'onda delle riflessioni delle particelle che si muovono con il flusso. Questa tecnica consente misure di portata non intrusive, ad alta precisione e ad alta frequenza.


Spostamento Doppler

Quando c'è una certa velocità relativa tra la sorgente di luce e un osservatore, influenza la frequenza della luce vista dall'osservatore. Questo è noto come effetto Doppler. Se la sorgente luminosa si sta muovendo verso l'osservatore, in un certo senso, si sta muovendo nel proprio segnale e la frequenza osservata aumenta. Se la sorgente si allontana dall'osservatore, è vero il contrario e la frequenza osservata diminuisce. Un simile aumento e diminuzione della frequenza osservata si verifica quando l'osservatore si avvicina/si allontana dalla sorgente luminosa.

Si prega di visitare il sito interattivo di astronomia qui per le animazioni che illustrano l'effetto Doppler.

L'effetto Doppler può essere utilizzato per stimare la velocità di un oggetto astrofisico. Se lo spettro di assorbimento di un oggetto fermo è noto a un osservatore, lo spostamento apparente delle frequenze può essere utilizzato per stabilire la velocità relativa tra l'oggetto e l'osservatore. Queste immagini mostrano gli spettri di assorbimento per le galassie che si allontanano dalla nostra galassia, la Via Lattea. Impareremo di più sugli spettri di assorbimento nel prossimo argomento, la spettroscopia.

Probabilmente hai più familiarità con l'effetto Doppler in quanto si applica alle onde sonore. Quando un oggetto che produce un suono viene verso di te, il tono del suono sarà più alto, che corrisponde a una frequenza più alta dell'onda sonora. Allo stesso modo, quando un oggetto che produce un suono si allontana, la frequenza osservata è più bassa.

Lo stesso vale sia che la sorgente si stia avvicinando/allontanandosi dall'osservatore, sia che l'osservatore si avvicini/allontanandosi dalla sorgente. Il movimento relativo è ciò che conta qui.


Descrizione

La frequenza ricevuta cambia se la sorgente del suono si avvicina o si allontana da un osservatore. Questo è l'effetto Doppler, dimostrato dal professor Lewin con un diapason. La variazione frazionaria di frequenza rivela la componente di velocità lungo la linea di vista verso la sorgente sonora in movimento. Se la sorgente del suono è in movimento circolare e se l'osservatore si trova da qualche parte nel piano orbitale, puoi determinare il raggio orbitale e la velocità della sorgente nella sua orbita. Ciò è dimostrato con un organo a vento rotante.

2. Spostamento Doppler della radiazione elettromagnetica:

La radiazione elettromagnetica viaggia nel vuoto alla velocità della luce, c. Se una sorgente di luce ha una componente di velocità verso di te, le frequenze che osserverai saranno più alte di quelle della radiazione emessa, e le lunghezze d'onda ricevute saranno più corte (spostamento verso il blu) delle lunghezze d'onda emesse. Se la sorgente si sta allontanando da te, la lunghezza d'onda ricevuta è più lunga (red-shift). Lo spostamento Doppler spettroscopico viene utilizzato dagli astronomi per misurare la velocità radiale di emettitori e assorbitori di luce.

3. Determinazioni della massa stellare dallo spostamento Doppler:

Un sistema stellare binario è costituito da una coppia di stelle che orbitano attorno al loro centro di massa. Misurando gli spostamenti Doppler di entrambe le stelle in funzione del tempo, è possibile determinare il periodo orbitale, la velocità radiale di ciascuna stella e, se l'osservatore si trova nel piano orbitale, si possono trovare i raggi orbitali per entrambe le stelle. I raggi orbitali e la terza legge di Keplero determinano la massa totale del sistema, consentendo la determinazione della massa di ciascuna stella separatamente.

4. Sistemi binari a raggi X:

In un sistema binario a raggi X, c'è una stella di neutroni (o buco nero) che estrae materia dal suo compagno donatore. La materia si muove a spirale verso la stella di neutroni e l'energia potenziale viene convertita in energia cinetica. Questo, insieme all'elevata velocità di trasferimento di massa tra la coppia, genera un'enorme potenza e temperature astronomiche (irradia principalmente raggi X). La materia ionizzata in accrescimento viene incanalata nei punti caldi dal campo magnetico della stella di neutroni, che ruota con la stella di neutroni (rendendola una pulsar a raggi X). Gli spostamenti Doppler nel periodo delle pulsar e le eclissi di raggi X possono fornire parametri orbitali (e masse) per il sistema stellare.

5. Buchi neri:

Un buco nero è un oggetto massiccio senza dimensioni, ma con una superficie caratteristica chiamata orizzonte degli eventi da cui nulla può sfuggire al buco nero. Nei sistemi binari di buchi neri la materia in accrescimento irradia raggi X mentre si avvicina all'orizzonte degli eventi del buco nero, ma il buco nero non ha superficie, quindi non mostra un comportamento simile a una pulsar. È possibile misurare lo spostamento Doppler ottico della stella donatrice e dal suo spettro stimare la massa del donatore. Questo porta quindi alla massa dell'accretore. Se questa massa è superiore a circa 3 masse solari, si ritiene che sia un buco nero. Cygnus X-1 è stata la prima scoperta del genere (nel 1972). Il suo buco nero è di circa 10 masse solari.


Cos'è l'effetto Doppler e cosa ha a che fare con il Wi-Fi?

Supponiamo che ci sia un'auto della polizia in mezzo alla strada con la sua sirena a tutto volume perché tutti possano sentirla. Le sue onde sonore viaggeranno da quel particolare punto in ogni direzione alla stessa velocità in modo che l'osservatore A, che si trova all'angolo sinistro della strada, sentirà la sirena a un tono più alto rispetto all'osservatore B che si trova all'estremità opposta del strada.

Se l'auto della polizia si muove verso l'estremità destra della strada (rispetto al diagramma), le onde sonore prodotte dal veicolo in movimento si raggruppano per l'osservatore B e si diffondono per l'osservatore A.

Quando l'auto della polizia si sposta all'estremità destra della strada, le sue onde sonore impiegano meno tempo per raggiungere l'osservatore B, mentre impiega più tempo per raggiungere l'osservatore A. Le onde prodotte dall'auto della polizia in movimento si accumulano mentre si avvicinano all'osservatore B, consentendo l'osservatore di percepire la sirena ad una frequenza più alta. Queste onde si allungano quando l'auto della polizia si allontana dall'osservatore A, anche se sta ancora producendo a una frequenza sorgente costante. Questo osservatore percepisce uno spostamento di frequenza.

Il fenomeno è chiamato effetto Doppler. Ma cos'è esattamente l'effetto Doppler? Ancora più importante, che ruolo svolge nell'imaging Doppler Wi-Fi?

Che cos'è l'effetto Doppler?

Ogni disturbo si diffonde sfericamente dalla sorgente di un suono. Con una sorgente stazionaria, tutte le onde vengono emesse dallo stesso punto con osservatori stazionari su entrambe le estremità dell'oggetto che le riceve alla stessa lunghezza d'onda e frequenza. Mentre l'oggetto si muove, continua a produrre disturbi in una sfera. Ma il punto di emissione è in continua evoluzione. La lunghezza d'onda diventa più corta nella direzione in cui si muove la sorgente e più lunga nell'altra estremità.

Chiamato anche spostamento Doppler, il fenomeno riguarda un apparente cambiamento di frequenza di qualsiasi suono, acqua o onda elettromagnetica dovuto al movimento di una sorgente o di un osservatore. L'effetto non è il risultato del cambiamento di frequenza della sorgente. Può essere osservato perché c'è un cambiamento nella velocità relativa tra la sorgente e l'osservatore.

Il fenomeno è ancora evidente quando un osservatore si muove al posto della sorgente. La frequenza con cui percepiscono le onde cambia man mano che si avvicinano o si allontanano dall'oggetto che le emette.

L'effetto Doppler è utilizzato in una miriade di applicazioni dalla medicina all'astronomia. In un'ecografia, aiuta a determinare il flusso di sangue. Viene anche utilizzato per determinare le velocità relative di galassie e stelle. Lo stesso fenomeno alla base del cambio di passo di un'auto della polizia in movimento aiuta nella tecnologia di imaging Wi-Fi, aiutando i fornitori di servizi a ottenere informazioni sullo spostamento di persone o oggetti in casa e in ufficio.

Frequenza Doppler | immagine per gentile concessione di Today's Veterinary Practice

L'effetto Doppler e l'imaging Doppler Wi-Fi

Un'innovazione rivoluzionaria che sta spingendo le capacità del Wi-Fi, Wi-Fi Doppler Imaging di Celeno identifica, monitora, localizza e classifica il movimento di proprietari di case, animali domestici e altri oggetti all'interno della casa, degli uffici o delle aree pubbliche. Il chip Wi-Fi in silicio è dotato di connettività Wi-Fi 6 all'avanguardia e funzionalità di imaging Doppler.

La tecnologia di imaging Doppler basata su Wi-Fi di Celeno elimina la necessità di più telecamere e sensori radar per l'imaging in quanto è in grado di discernere ciò che accade intorno a un determinato spazio anche senza linea di vista. Risponde anche alle preoccupazioni dei consumatori di dover investire in infrastrutture e gadget di prossima generazione come i radar per applicazioni domestiche ogni volta che vengono lanciate nuove tecnologie. Quindi, come può percepire il movimento intorno a sé senza vederlo realmente?

È qui che entra in gioco l'effetto Doppler.

La tecnologia di imaging basata su Wi-Fi raccoglie le firme Doppler e Micro-Doppler degli oggetti in movimento. Le capacità di apprendimento automatico abbinate a un'elaborazione avanzata del segnale quantificano il numero di oggetti nella stanza, valutano il loro movimento, classificano le loro azioni e determinano la loro posizione all'interno dello spazio dato. Non solo, la tecnologia può distinguere tra persone, animali domestici e oggetti. Può anche dire la differenza tra adulti e bambini.

Utilizzando un solo dispositivo per la triangolazione, ha il potere di rilevare la portata e la direzione di un oggetto. Le sue capacità possono essere utilizzate per scopi di sicurezza, gestione dell'energia, assistenza agli anziani e così via

Proprio come la tecnologia di imaging basata su Wi-Fi, gli innovatori stanno escogitando nuovi modi per utilizzare i cambiamenti Doppler per migliorare la qualità della vita delle persone in diverse applicazioni e ambienti. La tecnologia di imaging Wi-Fi e l'effetto Doppler sono una combinazione che vedremo sicuramente di più nei prossimi anni.

Vuoi saperne di più su Imaging Doppler Wi-Fi? Fare clic qui per una demo che mostra la tecnologia Wifi Doppler Imaging di Celeno in azione.


Cos'è il redshift dell'effetto Doppler?

Esplora ulteriori dettagli qui. Di conseguenza, qual è lo spostamento verso il rosso e il blu dell'effetto Doppler?

Redshift e blueshift descrivi come la luce turni verso lunghezze d'onda più corte o più lunghe quando gli oggetti nello spazio (come stelle o galassie) si avvicinano o si allontanano da noi. Quando un oggetto si allontana da noi, la luce è spostato al rosso fine dello spettro, poiché le sue lunghezze d'onda si allungano.

Successivamente, la domanda è: cos'è il redshift e cosa causa il redshift? Redshift è quando le onde luminose si spostano verso l'estremità rossa degli spettri. Questo è causato quando un oggetto, come una galassia, si sta allontanando da noi. Questo indica che l'oggetto si sta allontanando da noi.

Inoltre, c'è da sapere qual è la differenza tra l'effetto Doppler e il redshift?

Il principale differenza fra il due effetti, Effetto Doppler e spostamento verso il rosso, è che invece di a spostamento nel passo percepito, in Red Shift l'osservatore noterà a spostamento nel colore osservato. Le onde luminose funzionano nel allo stesso modo delle onde sonore.

In che modo lo spostamento verso il rosso e l'effetto Doppler dimostrano un universo in espansione?

Funziona con tutti i tipi di onde, inclusa la luce. Edwin Hubble ha usato il effetto Doppler per determinare che il universo è in espansione. Hubble scoprì che la luce proveniente da galassie lontane era spostato verso le frequenze più basse, verso il rosso fine dello spettro. Questo è noto come a spostamento Doppler rosso, o a rosso-cambio.


Effetto Doppler - Cambiamento apparente di frequenza o lunghezza d'onda?

Ciao,
Ho pensato a cosa sia esattamente l'effetto doppler e non sono sicuro di capirlo perché pensavo che significasse un cambiamento di frequenza dovuto al movimento relativo mentre allo stesso tempo è definito in termini di variazione della lunghezza d'onda come in rosso spostamento o spostamento blu.

Caso 1
L'esempio onnipresente è quello di una sorgente d'onda che si avvicina o si allontana da un osservatore che emette onde nel processo. Se l'osservatore è fermo e la sorgente si muove verso di lui con velocità v_s, poiché la velocità dell'onda, v, è determinata dal mezzo, una riduzione della lunghezza d'onda misurata significa un incremento di frequenza.
Quindi, in questo caso, la velocità dell'onda non cambia mentre cambia la frequenza e la lunghezza d'onda dell'onda ricevuta.

Caso 2
Lascia che la sorgente d'onda sia stazionaria e l'osservatore si muova verso di essa. Rispetto all'osservatore, i fronti d'onda sembreranno colpirlo con velocità v+v_s. La lunghezza d'onda misurata è la stessa e quindi la frequenza deve aumentare.
Quindi, in questo caso, la velocità dell'onda sembra cambiare causando un cambiamento della frequenza apparente mentre la lunghezza d'onda è la stessa.

Caso 3
Lascia che un'onda che viaggia nel vuoto entri in un altro mezzo di questo tipo. La frequenza non cambia ma poiché l'onda rallenta, la lunghezza d'onda misurata nel mezzo di vetro è minore.
Quindi in questo caso, la velocità dell'onda diminuisce causando la riduzione della lunghezza d'onda mentre la frequenza rimane costante.

So che il caso 1 è un esempio dell'effetto doppler. Il caso 2 è un esempio dell'effetto doppler? Se è così, perché il caso 3 non è perché non ho mai sentito o letto che è un esempio di effetto doppler, ma se diciamo che una stella sta subendo uno spostamento verso il rosso è un esempio dell'effetto doppler, allora ovviamente un cambiamento in lunghezza d'onda all'interno del vetro dovrebbe essere considerato anche. Se no, perché? È perché l'effetto doppler è definito solo come l'apparente cambiamento di frequenza? In tal caso, spostamento verso il rosso o spostamento verso il blu sono termini impropri?


Guarda il video: Eduscovery: Fisika Efek Doppler (Gennaio 2022).