ध्वनि तरंगों के लिए डॉपलर प्रभाव

डॉपलर प्रभाव एक साधन है जिसके द्वारा तरंग गुण (विशेष रूप से, आवृत्तियों) एक स्रोत या श्रोता के आंदोलन से प्रभावित होते हैं। दाहिनी ओर का चित्र दर्शाता है कि डॉपलर प्रभाव (जिसे भी जाना जाता है) के कारण एक गतिशील स्रोत उससे आने वाली तरंगों को कैसे विकृत करेगा। डॉपलर शिफ्ट).

यदि आप कभी रेल क्रॉसिंग पर इंतजार कर रहे हैं और ट्रेन की सीटी सुनी है, तो आपने शायद देखा है कि सीटी की पिच बदल जाती है क्योंकि यह आपकी स्थिति के सापेक्ष चलती है। इसी तरह, सायरन की पिच जैसे-जैसे पास आती है, बदल जाती है और फिर आपको सड़क पर गुजरती है।

ऐसी स्थिति पर विचार करें जहां प्रस्ताव श्रोता L और स्रोत S के बीच एक रेखा में उन्मुख होता है, श्रोता से स्रोत की दिशा सकारात्मक दिशा के रूप में होती है। वेगों का v_एल तथा v_एस श्रोता और स्रोत तरंग वेग के सापेक्ष स्रोत हैं (इस मामले में हवा, जिसे बाकी माना जाता है)। ध्वनि तरंग की गति, v, हमेशा सकारात्मक माना जाता है।

इन गतियों को लागू करना, और सभी गन्दी व्युत्पत्तियों को छोड़ देना, हम श्रोता द्वारा सुनी गई आवृत्ति प्राप्त करते हैं (च_एल) स्रोत की आवृत्ति के संदर्भ में (च_एस):

च_एल = [(v + v_एल)/(v + v_एस)] च_एस

यदि श्रोता आराम कर रहा है, तो v_एल = 0.
यदि स्रोत आराम पर है, तो v_एस = 0.
इसका मतलब है कि अगर न तो स्रोत और न ही श्रोता आगे बढ़ रहे हैं, तो च_एल = च_एस, जो वास्तव में क्या उम्मीद है।

यदि श्रोता स्रोत की ओर बढ़ रहा है, तो v_एल > 0, हालांकि अगर यह स्रोत से दूर जा रहा है तो v_एल < 0.

वैकल्पिक रूप से, यदि स्रोत श्रोता की ओर बढ़ रहा है तो गति नकारात्मक दिशा में है, इसलिए v_एस <0, लेकिन अगर स्रोत श्रोता से दूर जा रहा है v_एस > 0.

डॉपलर प्रभाव मूल रूप से भौतिक तरंगों के व्यवहार की एक संपत्ति है, इसलिए यह मानने का कोई कारण नहीं है कि यह केवल ध्वनि तरंगों पर लागू होता है। वास्तव में, किसी भी तरह की लहर डॉपलर प्रभाव को प्रदर्शित करती है।

इसी अवधारणा को न केवल प्रकाश तरंगों पर लागू किया जा सकता है। यह प्रकाश को विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम प्रकाश के साथ स्थानांतरित करता है (दोनों दृश्य प्रकाश (परे), ए का निर्माण डॉपलर प्रकाश तरंगों में बदलाव स्रोत या पर्यवेक्षक एक-दूसरे से दूर जा रहे हैं या एक-दूसरे की ओर बढ़ रहे हैं या नहीं, इस आधार पर या तो एक रेडशिफ्ट या ब्लूशिफ्ट कहा जाता है। 1927 में, खगोलशास्त्री एडविन हबल दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश का अवलोकन इस तरीके से किया गया जो कि भविष्यवाणियों से मेल खाता था डॉपलर शिफ्ट और उस गति का अनुमान लगाने में सक्षम था जिसके साथ वे दूर जा रहे थे पृथ्वी। यह पता चला है कि, सामान्य रूप से, दूर की आकाशगंगाएं पृथ्वी से दूर पास की आकाशगंगाओं की तुलना में अधिक तेजी से आगे बढ़ रही थीं। इस खोज ने खगोलविदों और भौतिकविदों (सहित) को समझाने में मदद कीअल्बर्ट आइंस्टीन) कि ब्रह्मांड वास्तव में विस्तार कर रहा था, सभी अनंत काल के लिए स्थिर रहने के बजाय, और अंततः इन टिप्पणियों के कारण विकास हुआ बिग बैंग थ्योरी.