Объектное демонстрирование эффекта Доплера для звуковых волн

1. Проект по физике:

Объектное демонстрирование эффекта Доплера для звуковых волн
Подготовил:
Беркетов Константин

2. Глава 1: что такое эффект Доплера и его применение

3. Что такое эффект Доплера?

4. Применение эффекта Доплера:

• В астрономии (Благодаря этому эффекту были открыты
сотни экзопланет и теория о расширении вселенной)
• В медицине (На нем основано действие устройств
ультразвуковой диагностики. Существует отдельная
технология в УЗИ, называемая доплерографией)
• В GPS
• При прогнозе погоды
• В воздушной навигации
• В радарах и охранных системах

5. Глава 2: способы объектного демонстрирования эффекта Доплера

6. Наиболее простой пример, который поможет нам объяснить суть эффекта Доплера – это карета скорой помощи ( или другой источник

звука одинаковой частоты например полицейская или пожарная машина с
включенной сиреной ) и мы неподвижно стоящие относительно источника звука и внимательно
слушащие.По улице вам на встречу движется машина скорой помощи со включенной сиреной. Частота
звука, которую вы будете слышать по мере приближения машины, разная. Сперва звук будет более высокой
частоты, когда же машина поравняется с остановкой вы услышите настоящую частоту звука сирены, а по
мере удаления частота звука будет понижаться. Это и есть эффект Доплера.

7.

8.

Давайте посмотрим как на графиках выглядит оцифрованный звуковой сигнал частотой 440 И
18222 Гц. Для этого я запущу специальную программу на телефоне которая излучает
непрерывный звуковой сигнал выбранной нами частоты, и поднесу источник звука к
микрофону принимающему сигнал.
Как мы можем заметить программа практически с максимальной точностью определила
частоту сигнала и разложила его на гармоники.

9.

Не изменяя частоты излучаемого сигнала начнем приближать источник сигнала к микрофону и
одновременно с приближением заморозим картинку кнопкой СТОП.
Нетрудно заметить что частота принимаемого сигнала стала заметно больше
начальных 18222 Гц.

10.

Повторим эксперимент, но на этот раз
с отдалением источника звука от
приемника.
Замораживаем картинку и замечаем
что частота сигнала уменьшается.

11. Повторим этот же эксперимент но для более низкой частоты например 1048 Гц.

Начав приближать и отдалять источник
звука от приемника я заметил что
частота не меняется. Значения стали
оставаться примерно такими же как и
при не подвижном источнике звука.
Это связано с тем что Частота сигнала принимаемая неподвижным приемников зависит от скорости
источника по отношению к приемнику и от исходной частоты сигнала излучаемого источником. Таким
образом чем выше частота звукового сигнала тем сильнее выражены изменения его частоты
принимаемые приемником при приближении или отдалении источника звука.

12. Вывод:

Подводя итог всему выше сказанному, стоит сказать, что эффект Доплера применяется почти
везде в современном мире: в воздушной навигации, при расчётах траекторий спутников,
системах навигации, его используют сотрудники ДПС, метеорологи, астрономы, врачи,
ученые.
Особое внимание следует уделить применению эффекта Доплера в астрономии и космологии,
ведь именно из этого эффекта следует вывод о расширяющейся Вселенной, что в итоге
привело к созданию современной космологической модели Вселенной, а также было открыто
множество экзопланет и их свойства. Поскольку человеческое тело состоит сплошь из
жидкостей, скорость которых можно измерить, эффект Доплера широко используется и в
медицине, чтобы измерять скорость кровотока, скорость движения клапанов и стенок сердца
(доплеровская эхокардиография) и других органов.
Люди используют эффект Доплера везде, где надо измерить скорость предметов, которые
могут излучать или отражать волны:
• Детектор движения в охранных системах.
• Навигация в подводных лодках.
• Измерение силы ветра и скорости облаков в метеорологии.