Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Пусть источник, находящийся в газе или жидкости, испускает короткие импульсы с частотой $ Сначала рассмотрим случай, когда источник $S$ и приемник $P$ движутся вдоль проходящей через них прямой с постоянными скоростями $и$ и $u^{\prime}$ соответственно (относительно среды). Если бы двигался только источник навстречу приемнику, испуская импульсы с периодом $T=1 / v$, то за это время очередной импульс пройдет относительно среды расстояние $\lambda=v T$, где $v-$ скорость волн в среде, и пока будет испущен следующий импульс, источник «нагонит\» предыдуций импульс на расстояние $и T$. Таким образом, расстояние между импульсами в среде станет равным $\lambda^{\prime}=v T-u T$ (рис. 1.11), и воспринимаеРис. 1.11 мая неподвижным приемником частота (число импульсов за единицу времени) Если же движется и приемник (пусть тоже навстречу источнику, то импульсы относительно приемника будут иметь скорость $v+u^{\prime}$, и число воспринимаемых за единицу времени импульсов Нетрудно сообразить, что при движении как источника, так и приемника в противоположных направлениях, знаки перед $u^{\prime}$ и $u$ надо поменять на обратные. Еще раз подчеркнем, что скорости $u^{\prime}$ и $u$ — это скорости приемника и источника относительно среды. Как видно из приведенных рассуждений, эффект Доплера является следствием «уплотнения» (или разряжения) импульсов, обусловленным движением источника и приемника. Формулу (1.59) целесообразнее записать в иной форме, более общей и более простой для запоминания и использования: где $u_{x}^{\prime}$ и $u_{x}$ — проекции скоростей приемника и источника на ось $X$, проходящую через них и положительное направление которой совпадает с направлением распространения импульсов, т. е. от источника $S$ к приемнику $P$. Прежде чем продолжить обсуждение возможностей выражения (1.60), приведем два простых примера. Пример 2. Источник $S$, испускающий сигналы с частотой $v$, движется с постоянной скоростью $u_{s}$ относительно приемника $P$, установленного на башне (рис. 1.12). При этом воздушная масса Рис. 1.12 Вернемся к обсуждению возможностей формулы (1.60). Оказывается, эта формула при определенных дополнительных условиях может быть использована и в более сложных случаях, а именно, когда источник и приемник движутся не по одной прямой и с изменяющимися во времени скоростями $\mathbf{u}(t)$ и $\mathbf{u}^{\prime}(t)$. В этих случаях необходимо учитывать так называемый эффект запаздывания. Поскольку скорость передачи сигналов конечна, воспринимаемая приемником частота $v^{\prime}$ в момент $t$ будет обусловлена приходом в этот момент сигналов, испущенных источником в предшествующий момент $t^{\prime}=t-\tau$, где $\tau-$ время, необходимое для прохождения расстояния $l$ от источника в момент $t-\tau$ до приемника в момент $t$, т. е. $\tau=l / v$. В качестве примеров могут служить задачи 1.9 и 1.10 . Вместе с тем, в некоторых случаях эффектом запаздывания можно пренебречь — это при условии, что скорости источника и приемника значительно меньше скорости звука (и при разумных расстояниях между источником и приемником). Пусть источник $S$ и приемник $P$ движутся, например, так, как показано на рис. 1.13, со скоростями и и $u^{\prime} \ll v$. Рис. 1.13 В приведенном на рисунке случае $u_{x}>0$, а $u_{x}^{\prime}<0$.
|
1 |
Оглавление
|