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도플러 효과


도플러 시프트라고도하는 도플러 효과는 파도의 원인이 관찰자에 대해 파도의 원인이 움직일 때마다 관찰되는 현상입니다. 구급차가 사이렌 불을 피우면 도플러 효과의 일반적인 예입니다.

도플러 효과 설명

도플러 효과는 행성 과학을 포함하는 다양한 과학 분야에서 매우 중요한 현상입니다. 도플러 효과 또는 도플러 시프트는 관찰자와 관련하여 움직이는 소스에 의해 생성되는 사운드 또는 광파의 주파수의 변화를 설명합니다.

물리학의 도플러 효과는 소스 몸과 관찰자가 서로 향하거나 멀리 떨어져있을 때 소리, 빛 또는 기타 파도의 빈도가 증가하거나 감소하는 것입니다.

관찰자를 향해 여행하는 소스 바디에 의해 방출되는 파도가 압축됩니다. 소스 본체에 의해 방출되는 파도는 관찰자로부터 멀어지면 뻗어 있습니다. 도플러 효과 (도플러 시프트)는 1842 년 Christian Johann Doppler에 의해 처음으로 제공되었습니다.

도플러 효과의 예

두 사람 X와 Y가 도로에 서 있고 자동차가 X를 향해 움직일 때. 그러면 사람 X는 더 많은 소리를 듣거나 소리의 크기는 사람 Y에 비해 더 많습니다.

도플러 효과 공식

도플러 효과는 음원과 관찰자 사이의 상대 운동으로 인해 음파 빈도의 명백한 변화입니다. 다음 방정식을 사용하여 도플러 효과의 명백한 주파수를 도출 할 수 있습니다.

여기,

=관찰 빈도

=사운드의 속도

=객체 속도

=소스 속도

=실제 주파수

도플러 효과 방정식이 하나만 있지만, 도플러 효과 공식은 관찰자 또는 음원의 속도에 따라 다양한 상황에서 변화합니다.

다양한 상황에서 도플러 효과의 방정식

소스가 휴식중인 관찰자쪽으로 이동할 때

이 상황에서 관찰자의 속도는 0입니다. 그러므로, 는 0입니다. 가치를 부여합니다 doppler 효과 방정식에서

를 얻습니다.

여기,

=관찰 빈도

=사운드의 속도

=객체 속도

=소스 속도

=실제 주파수

소스가 휴식중인 관찰자에서 멀어 질 때

이 경우 관찰자 몸의 속도는 0이므로, 는 0입니다. 소스 몸체는 관찰자 몸에서 멀어 지므로 소스의 속도가 음수가됩니다. 이제이 값을 도플러 효과 공식에 넣은 다음

를 얻습니다.

여기,

=관찰 빈도

=사운드의 속도

=객체 속도

=소스 속도

=실제 주파수

관찰자가 휴식중인 소스 (정지 소스)를 향해 움직일 때

이 경우 소스 본체의 속도는 0이므로 는 0입니다. 가치를 부여합니다 doppler 효과 공식에서

를 얻습니다.

여기,

=관찰 빈도

=사운드의 속도

=객체 속도

=소스 속도

=실제 주파수

관찰자가 휴식중인 소스에서 멀어 질 때 (정지 소스)

이 경우 소스의 속도는 0이므로 <는 0입니다. 관찰자 몸은 소스 몸체에서 멀어 지므로 관찰자 신체의 속도는 음수가됩니다. 이제이 값을 도플러 효과 공식에 넣은 다음 우리는 얻습니다.

여기,

=관찰 빈도

=사운드의 속도

=객체 속도

=소스 속도

=실제 주파수

도플러 효과의 사용

도플러 효과의 많은 용도가 있으며, 그 중 일부는 여기에 제공됩니다.

  1. 도플러 효과는 혈류 측정에 적용됩니다.

  2. 도플러 효과는 오디오에서도 사용됩니다.

  3. 도플러 효과는 위성 통신에도 적용됩니다.

  4. 도플러 효과는 천문학에서도 사용됩니다.

도플러 효과의 한계

  1. 도플러 효과는 음원의 속도와 관찰자 본체가 소리 속도보다 훨씬 작을 때만 사용됩니다. 

  2. 소스 바디와 관찰자의 움직임은 동일한 직선을 따라야합니다.

빛의 도플러 효과

빛의 도플러 효과는 관찰자와 관찰자 몸 사이의 상대적 움직임으로 인해 관찰자 신체의 명백한 변화로 결정될 수 있습니다.

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음파의 경우 도플러 효과의 방정식은 소스 신체, 관찰자 ​​몸체 또는 공기인지에 따라 크게 다릅니다. 빛은 매체가 필요하지 않으며, 진공에서의 빛 이동에 대한 도플러 효과는 관찰자와 소스의 상대 속도에 따라 다릅니다.

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결론

물리학의 도플러 효과는 소스 몸과 관찰자가 서로 향하거나 멀리 떨어져있을 때 소리, 빛 또는 기타 파도의 빈도가 증가하거나 감소하는 것입니다.

도플러 효과 공식

doppler 효과는 혈류 측정에 적용됩니다.

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도플러 효과는 오디오에서도 사용됩니다.

도플러 효과는 음원의 속도와 관찰자 본체가 소리 속도보다 훨씬 작을 때만 사용됩니다

도플러 효과는 천문학에도 적용됩니다.



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