คุณรู้หรือไม่ว่าเอฟเฟกต์ Doppler คืออะไร? ตัวอย่างหนึ่งที่พบบ่อยในชีวิตประจำวันคือเมื่อเราเห็นรถพยาบาลพร้อมไซเรนวิ่งมาหาเรา จากระยะไกลเราสามารถได้ยินเสียงไซเรนอยู่แล้ว แต่ด้วยความถี่เสียงที่ต่ำ ยิ่งรถพยาบาลอยู่ใกล้เรามากเท่าไหร่ความถี่ก็จะยิ่งชัดเจนขึ้นเท่านั้น และยิ่งรถพยาบาลอยู่ห่างออกไปความถี่เสียงก็ยิ่งเล็กลง ตอนนี้เหตุการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์ Doppler อย่างไรก็ตามความหมายที่แท้จริงของ Doppler effect คืออะไร?
ในโอกาสนี้เราจะพูดถึงเอฟเฟกต์ Doppler เพิ่มเติม
ทำความเข้าใจกับเอฟเฟกต์ Doppler
เอฟเฟกต์ Dopplerคือการเปลี่ยนแปลงความถี่หรือความยาวคลื่นของคลื่นที่เกี่ยวกับตัวรับสัญญาณที่เคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กับแหล่งกำเนิดของคลื่น นักวิทยาศาสตร์จากออสเตรียผู้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับเหตุการณ์นี้เป็นครั้งแรก Christian Doppler
คนที่เงียบอยู่ได้ยินเสียงจากแหล่งที่มาของเสียงซึ่งก็เงียบเช่นกัน เสียงที่เราได้ยินจะมีความถี่เดียวกันกับแหล่งกำเนิดเสียง อย่างไรก็ตามในเอฟเฟกต์ Doppler แหล่งที่มาของเสียงคือสิ่งที่เคลื่อนไหว ยิ่งวัตถุอยู่ใกล้ความถี่เสียงก็ยิ่งมากขึ้นและในทางกลับกัน
สูตรผล Doppler
หลังจากรู้ว่าเอฟเฟกต์ Doppler คืออะไรก็ถึงเวลาที่เราจะต้องทำความเข้าใจกับสูตรสำหรับเอฟเฟกต์ Doppler เราสามารถกำหนดเอฟเฟกต์นี้ได้โดย:
คำอธิบาย:
f p คือความถี่ที่ผู้ฟังได้ยิน (Hz)
f s คือความถี่ที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดเสียง (Hz)
v คือความเร็วของเสียงในอากาศ (m / s)
v p คือความเร็วของผู้ฟัง -if เคลื่อนที่ - (m / s)
v s คือความเร็วของแหล่งกำเนิดเสียง -if เคลื่อนที่ - (m / s)
เครื่องหมาย±ของสูตรข้างต้นอาจเป็นบวกหรือลบปรับให้เข้ากับเงื่อนไขของผู้ฟังและแหล่งกำเนิดเสียง vp จะเป็นบวก (+) หากผู้ฟังเข้าใกล้แหล่งกำเนิดเสียงและค่าลบ) หากอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง และ vs เป็นบวก (+) ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงอยู่ห่างจากผู้ฟังและลบ (-) หากเข้าใกล้ผู้ฟัง
การใช้ Doppler Effect
เอฟเฟกต์ Doppler สามารถใช้กับสิ่งต่างๆได้หลายตัวอย่าง ได้แก่ :
การใช้งานบนเรดาร์
เอฟเฟกต์ Doppler ถูกใช้ในเรดาร์ประเภทต่างๆเพื่อวัดความเร็วของวัตถุที่กำลังสังเกต โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความถี่ที่ได้รับเราสามารถวัดความเร็วของวัตถุได้
การใช้ประโยชน์ด้านสุขภาพ
รูปแบบหนึ่งของการใช้ประโยชน์จากผลกระทบนี้ในด้านสุขภาพคือechocardiogram ซึ่งเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้ปรากฏการณ์ Doppler effect เพื่อวัดความเร็วของการไหลเวียนของเลือดและลักษณะของเนื้อเยื่ออย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีความสามารถในการสร้างภาพของหัวใจและกระแสเลือดโดยใช้เสียงอัลตราซาวนด์ Doppler 2 มิติและ 3 มิติ
นอกเหนือจาก 2 สิ่งข้างต้นแล้วยังมีการใช้เอฟเฟกต์นี้อีกมากมาย
ตัวอย่างปัญหา
รถพยาบาลที่เปิดไซเรนความถี่ 940 เฮิรตซ์เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 90 กม. / ชม. พุ่งเข้าหาคนที่ยืนอยู่ข้างถนน ถ้าความเร็วของเสียงในอากาศคือ 340 เมตร / วินาทีไซเรนจะได้ยินความถี่เท่าใด?
อภิปรายผล:
เป็นที่ทราบกันดีว่า vs = 90 km / h = 25 m / s
เนื่องจากแหล่งกำเนิดเสียงเข้าใกล้ผู้ฟัง v s จึงมีค่าเป็นลบ (-)
เนื่องจากผู้ฟังอยู่ในช่วงพักดังนั้น v p = 0
ดังนั้น:
ใช้สูตร
ผลลัพธ์ที่ได้คือ:
ความถี่ของไซเรนที่บุคคลนั้นได้ยินคือ 1014.6 เฮิรตซ์
นั่นคือคำอธิบายของเอฟเฟกต์ Doppler และสูตรคุณมีคำถามหรือไม่? หากมีคุณสามารถเขียนไว้ในคอลัมน์ความคิดเห็น และอย่าลืมแบ่งปันความรู้นี้กับฝูงชน!
