tailieunhanh - BÀI TẬP: HIỆU ỨNG DOPPLER

Giới thiệu: Hiệu ứng Doppler là hiệu ứng mà tần số của máy thu bị dịch đi một khoảng khi có chuyển động tương đối giữa máy phát và máy thu. Sự dịch tần này có thể bắt gặp ở bất cứ đâu xung quanh ta, như âm thanh của một chiếc xe đang chuyển động và ứng dụng của nó thì rất nhiều. Như là đo vận tốc của phương tiện giao thông, chuyển động của mô, chuyển động của thành mạch máu, hay như trong thiên văn các nhà khoa học tính vận tốc của các hành tinh | BÀI TẬP HIỆU ỨNG DOPPLER GVHD Nguyễn Thu Vân Sinh viên Nguyễn Nhân Tĩnh - dtys-k52 Giới thiệu Hiệu ứng Doppler là hiệu ứng mà tần số của máy thu bị dịch đi một khoảng khi có chuyển động tương đối giữa máy phát và máy thu. Sự dịch tần này có thể bắt gặp ở bất cứ đâu xung quanh ta như âm thanh của một chiếc xe đang chuyển động. và ứng dụng của nó thì rất nhiều. Như là đo vận tốc của phương tiện giao thông chuyển động của mô chuyển động của thành mạch máu hay như trong thiên văn các nhà khoa học tính vận tốc của các hành tinh. Ở đây chúng ta chỉ đề cập tới hiệu ứng doppler trong sóng âm. 1. Sóng âm của nguồn phát đứng yên Ta xét một nguồn phát sóng âm đứng yên. Do tính chất truyền âm trong môi trường ta có được hình dạng của sóng âm như hình vẽ Gọi X là bước sóng của nguồn phát đứng yên nhìn trên hình vẽ ta thấy sóng âm tong không gian là các sóng đồng tâm các mặt sóng cách đều nhau một khoảng là .Giải sử vận tốc sóng truyền trong không gian là c . Nguồn đứng yên gọi tần số sóng phát ra là f0 từ đây ta có o X 77 f0 Và chu kì của sóng T0 1 f0 2. Sóng âm của nguồn phát chuyển động nguồn thu đứng yên. Khi nguồn phát hay nguồn thu chuyển động hiệu ứng Doppler sẽ xảy ra. Khi đó ta có phân bố sóng âm như hình vẽ sau Về phía chuyển động ta thấy các sóng có bước sóng ngắn hơn về phía ngược lại ta có bước sóng sẽ dài hơn. Dọc theo hướng chuyển động của nguồn các bước sóng này về một phía có độ lớn giống nhau. Gọi Xs là bước sóng của sóng do hiệu ứng Doppler gây ra. - Ta xét trường hợp nguồn phát chuyển động về phía nguồn thu Gọi vận tốc chuyển động của nguồn là vs. Trong thời gian T0 thì sóng sẽ di chuyển được quãng đường là X và nguồn sẽ di chuyển được là . như vậy thời khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp sẽ là Xs X - fs từ đó ta có tân số mà nguồn thu sẽ thu được là c Ảs c - --- r f - -V. .Ĩ0 2 1 _ vT 1 _ V. Ằ c Nếu ta có vs c thì ta có công thức gân đúng . . 1 n V c 1 -r_Ị_ c c Vậy ta có fs f0. 1 v c nếu nguồn phát đi ra xa nguồn thu thì ta có fs fo. -L- 1 .