Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny vokatry ny Doppler: Fahatakarana ny trangan-javatra amin'ny alàlan'ny fanoharana sy fampiharana
Ny vokatry ny Doppler dia trangan-javatra iainantsika saika isan'andro, na dia mety tsy ho fantatsika foana aza izany. Izany dia ny fiovan'ny matetika na ny halavan'ny onjam-peo hitan'ny mpandinika mihetsika mifandraika amin'ny loharanon'ny onja. Ny vokatry ny Doppler dia nomena anarana avy amin'ilay mpahay fizika Aotrisianina Christian Doppler, izay nanolotra voalohany ny hevitra tamin'ny 1842.
Azo jerena amin'ny onjam-peo sy hazavana ity tranga ity. Ohatra iray mahazatra, hita isan'andro, ny fiovan'ny feon'ny anjomara fiara mpamonjy voina na fiaran'ny polisy rehefa manatona na miala amintsika izy. Amin'ny fahatakarana ny foto-kevitra fototry ny vokatry ny Doppler, dia tsy vitan'ny hoe afaka mamaha olana fizika isan-karazany isika fa mahatakatra ihany koa ny fampiharana azy eo amin'ny fiainana tena izy.
Fitsipika fototra momba ny vokatry ny Doppler
Alohan'ny hiresahantsika ny olana ohatra, dia zava-dehibe ny mahatakatra ireo foto-kevitra fototra amin'ny vokatry ny Doppler. Rehefa mihetsika manatona mpandinika ny loharanon'onja iray, dia voatsindry ny onja, ka mampitombo ny fatran'ny onja (fiovana manga). Mifanohitra amin'izany kosa, rehefa miala amin'ny mpandinika ny loharanon'onja, dia mivelatra ny onja, ka mampihena ny fatran'ny onja (fiovana mena).
Ny equation fototra mamaritra ny vokatry ny Doppler dia:
\[ f' = f \left( \frac{v + v_o}{v + v_s} \right) \]
Aiza:
– \( f' \) dia ny fatran'ny fatran'ny mpandinika,
– \( f \) dia ny fatran'ny feo tany am-boalohany,
– \( v \) dia ny hafainganam-pandehan'ny onja ao amin'ny tontolo iainana,
– \( v_o \) dia ny hafainganam-pandehan'ny mpandinika raha oharina amin'ny antonony (tsara raha mifindra mankany amin'ny loharano),
– \( v_s \) dia ny hafainganam-pandehan'ny loharano raha oharina amin'ny fitaovana (tsara raha miala amin'ny mpandinika).
Amin'ny fahatakarana ity fampitoviana ity dia afaka mikaroka toe-javatra maro samihafa isika amin'ny fampiasana ohatra amin'ny olana.
Ohatra Fanontaniana 1: Fiara mpamonjy voina manatona mpandinika
Mamoaka sirenina amin'ny fatran'ny feo 1000 Hz ny fiara mpamonjy voina. Raha mihetsika manatona mpandeha an-tongotra amin'ny hafainganam-pandeha 30 m/s ny fiara mpamonjy voina ary 340 m/s ny hafainganam-pandehan'ny feo eny amin'ny rivotra, firy fatran'ny feo ren'ilay mpandeha an-tongotra?
Vahaolana:
Amin'ity tranga ity, mijanona ny mpandinika (mpandeha an-tongotra) ary mihetsika manatona ny mpandinika ny loharano (fiara mpamonjy voina), ka ny hafainganam-pandehan'ny mpandeha an-tongotra dia \( v_o = 0 \) (satria mijanona izy) ary ny hafainganam-pandehan'ny loharano dia \( v_s = -30 \, \text{m/s} \) (satria mihetsika manatona azy izy).
Mampiasa ny fampitoviana vokatry ny Doppler:
f' = f \left( \frac{v + v_o}{v + v_s} \right) = 1000 \left( \frac{340 + 0}{340 – 30} \right) \]
\[ f' = 1000 \left( \frac{340}{310} \right) \]
\[ f' \eo amin'ny 1097 \, \text{Hz} \]
Noho izany, ny fatran'ny feo ren'ny mpandeha an-tongotra dia eo amin'ny 1097 Hz eo ho eo.
Ohatra Fanontaniana 2: Mpanara-maso miala amin'ny loharano
Aoka hatao hoe mandre klaxon'ny fiara hafa manatona azy ny mpamily fiara iray. Ny fatran'ny klaxon dia 500 Hz. Raha miala amin'ny fiara hafa amin'ny 20 m/s ny mpamily ary mihetsika manatona azy amin'ny 15 m/s ny fiara, dia kajy ny fatran'ny feo ren'ny mpamily. Ny hafainganam-pandehan'ny feo eny amin'ny rivotra dia 340 m/s.
Vahaolana:
Amin'ity fampitoviana ity, ny mpandinika dia miala amin'ny loharano, ka \( v_o = -20 \, \text{m/s} \) ary ny loharano kosa dia mihetsika mankany amin'ny mpandinika, ka \( v_s = -15 \, \text{m/s} \).
f' = f \left( \frac{v + v_o}{v + v_s} \right) = 500 \left( \frac{340 – 20}{340 – 15} \right) \]
\[ f' = 500 \left( \frac{320}{325} \right) \]
\[ f' \eo amin'ny 492.31 \, \text{Hz} \]
Manodidina ny 492.31 Hz ny fatran'ny feo ren'ny mpamily.
Fampiharana ny Effect Doppler
Tsy ny onjam-peo ihany no mihatra amin'ny vokatry ny Doppler fa amin'ny hazavana koa, izay manana fampiharana manan-danja amin'ny astronomia. Ohatra, afaka mamaritra ny mpahay siansa raha miala na manatona ny Tany ny kintana na vahindanitra iray amin'ny fandinihana ny fiovan'ny loko mena na ny fiovan'ny loko manga ao amin'ny spektrum hazavana misy azy.
Ampiasaina amin'ny radara hafainganam-pandeha ampiasain'ny polisy hisambotra ireo mpamily fiarakodia mafy eny amin'ny arabe ihany koa ny vokatra Doppler. Ireo fitaovana ireo dia mandefa onjam-peo mankany amin'ny fiara mihetsika ary avy eo dia maka ireo onjam-peo taratra mba hikajiana ny fiovan'ny matetika sy hamaritana ny hafainganam-pandehan'ny fiara.
Ao amin'ny fitsaboana, ny vokatry ny Doppler dia ampiharina amin'ny teknolojia ultrasound Doppler, izay ampiasaina handrefesana ny fikorianan'ny ra ao amin'ny lalan-dra. Amin'ny fandrefesana ny fiovan'ny matetika amin'ny onjam-peo ultrasound vokatry ny fikorianan'ny ra, dia afaka manombana ny fahasalaman'ny lalan-dra sy ny fon'ny marary ny dokotera.
Famaranana
Ny vokatry ny Doppler dia foto-kevitra fizika izay manome fahatakarana manan-danja momba ny fiantraikan'ny fihetsehana mifandraika eo amin'ny loharano sy ny mpandinika amin'ny onja voaray. Ny fahatakarana ny foto-kevitra fototry ny vokatra dia tsy vitan'ny hoe manampy antsika hamaha olana ara-fizika fa manokatra ny masontsika amin'ny fampiharana azo ampiharina maro amin'ny sehatra manomboka amin'ny astronomia ka hatramin'ny fitsaboana. Eo amin'ny fiainana andavanandro, ny vokatra Doppler dia ahafahantsika mankasitraka sy mahatakatra bebe kokoa ny trangan-javatra toa tsotra izay misy fiantraikany lalina amin'ny siansa sy ny teknolojia.
