15. Ефект X. Доплера

Останнім часом для вимірювання швидкостей руху тіл застосовується залежність частоти коливань звукових чи електромагнітних хвиль від руху системи відліку, в якій проводиться спостереження. Цю залежність було відкрито в 1842 р. австрійським фізиком і астрономом Х.Доплером і назва­но ефектом Доплера.

Припустимо, що в потязі встановлено радіопередавач, який через рівні інтервали часу Т надсилає радіосигнали в напрямі залізничної станції. Якщо потяг не рухається відносно приймача на станції, то ці сигнали приймати­муться через такі ж інервали часу Т. Якщо потяг наближається до станції зі швидкістю ) , то за інтервал часу Т, що минув від моменту посилання одного сигналу до посилання наступного, відстань від приймача до потяга зменшиться на значення Черговий сигнал, посланий з потяга, проходитиме вже менший шлях, і цей сигнал надійде за менший, ніж попе­редній, інтервал часу - , с - швидкість радіосигналу.

Це означає, що сигнали надходитимуть до приймача через менші інтер­вали часу , хоча сигнали надсилати­муться через інтервали часу Т. Тому від потяга, який наближається, за одиницю часу до приймача надійде більше сигналів, ніж від нерухомого їхня частота збільшуватиметься.

У випадку віддалення потяга від станції інтервали часу між момента­ми надходження сигналів зростатимуть, а частота зменшуватиметься. В обох випадках зміна частоти надходження сигналів буде тим більшою, чим більша швидкість руху джерела сигналів - у цьому полягає ефект Доплера.

16. Шкала електромагнітних хвиль

Ми вивчили електромагнітні хвилі (радіохвилі) довжиною від декількох сотень кілометрів до рентгенівських в 10 ¹⁰ м. Існують у-промені, які ще коротші за рентгенівські (вивчаються пізніше), це випромінювання ядер атомів.

Якщо всі види електромагнітних хвиль розмістити в порядку змен­шення їхньої довжини або зростання частоти, то одержимо шкалу елект­ромагнітних випромінювань. За властивостями хвиль шкалу можна розби­ти на 7-ділянок: низькочастотні хвилі, радіохвилі, інфрачервоні промені, видиме випромінювання, ультрафіолетові, рентгенівські і гама-промені. Межі між ними вибрані умовно. Різні методи одержання променів, і мають вони різні властивості, відповідно до яких використовуються в різних галузях народного господарства.

Властивості і застосування електромагнітних випромінювань розгляда­ються для кожної ділянки шкали:

1. низькочастотні коливання – випромінювання має малу енергію, не ви­користовується, а коливання застосовуються у виробництві та при пере­дачі електричної енергії;

2. радіохвилі – середні, довгі, короткі, ультракороткі - огинають Землю, поглинаються, відбиваються, поширюються прямолінійно. Використо­вуються для радіозв'язку, радіолокації, телебачення;

3. інфрачервоні – теплові промені. Застосовуються для опалювання, суш­ки, фотографуванні в темряві, в приладах нічного бачення;

4. видимі промені – мають велике значення для життя і діяльності людей, несуть інформацію про навколишнє середовище;

5. ультрафіолетові – впливають на рослини, утворюють загар на тілі лю­дини, руйнують сітчатку ока;

6. рентгенівські – проходять крізь непрозорі тіла, йонізують атоми, засві­чують фотоемульсію. Використовуються в медицині, промисловості, науці;

7. гамма-промені – проходять через більш густі непрозорі тіла, йонізують речовину, засвічують фотоемульсію. Використовуються в медицині, науці, промисловості.