Doppleri efekt

Liikuv allikas

Paigalseisva vaatleja ja läheneva allika korral f_obs=f_s v/(v−v_s). Allika ees on lainefrondid tihedamalt ja lainepikkus keskkonnas väiksem.

Eemalduva allika puhul muutub nimetaja v+v_s ning mõõdetud sagedus väheneb.

Liikuv vaatleja

Paigalseisva allika ja selle poole liikuva vaatleja korral f_obs=f_s(v+v_obs)/v. Lainefrontide vahe keskkonnas ei muutu; muutub nende kohtamise kiirus.

Eemalduva vaatleja puhul kasutatakse lugejas v−v_obs.

Märgid ja suund

Üldkuju f_obs=f_s(v±v_obs)/(v∓v_s) on kasulik ainult koos selge märgikonventsiooniga.

Kvalitatiivne kontroll on alati sama: lähenemine tõstab sagedust, eemaldumine langetab seda.

Radiaalne kiirus

Klassikalises esimest järku Doppleri nihkes loeb allika–vaatleja ühendusjoone suunaline kiiruskomponent. Puhtalt külgsuunaline hetkeline liikumine ei anna first-order helinihet.

Mööduva auto puhul muutub radiaalkomponent märgilt ja kuuleme järsku kõrgemalt madalamale liikuvat heli.

Valgus

Valguse jaoks vaakumis ei kasutata helivalemit. Erirelatiivsusteooria annab relativistliku Doppleri seose ning olemas on ka transversaalne second-order efekt.

Astronoomiline redshift võib peegeldada liikumist, kuid kosmoloogiline redshift ei ole lihtsalt klassikaline Doppler.

Rakendused

Radar, Doppler-ultraheli, voolukiiruse mõõtmine ja astronoomia kasutavad sagedus- või lainepikkuse nihet kiiruse määramiseks.

Allika enda võnkesagedus ei pea muutuma; muutub see, mida detektor vastu võtab.

Kehtivuspiirid

Lihtsad helivalemid eeldavad ühtlast keskkonda ja tavaliselt allika ning vaatleja kiirusi, mis on helikiirusest väiksemad. Tuul või voolav keskkond muudab sobivat kiiruste kirjeldust.

Ülehelikiirusel tekib Machi koonus ja lööklaine; seda ei saa kirjeldada ainult väikese sagedusnihkena.

Lahendatud näide