டாப்ளர் விளைவு

டாப்ளர் விளைவு#

டாப்ளர் விளைவு என்பது ஒலி அல்லது ஒளியின் மூலம் ஒரு பார்வையாளரைப் பொறுத்து நகரும் போது ஏற்படும் ஒரு நிகழ்வு ஆகும். இது ஒலி அல்லது ஒளியின் அதிர்வெண்ணை மாற்றுகிறது, மூலமானது பார்வையாளரை நோக்கி நகர்கிறதா அல்லது விலகிச் செல்கிறதா என்பதைப் பொறுத்து.

மூலமானது பார்வையாளரை நோக்கி நகரும் போது, அலைகள் சுருக்கமடைகின்றன, இதன் விளைவாக அதிக அதிர்வெண் ஏற்படுகிறது. மாறாக, மூலமானது பார்வையாளரிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் போது, அலைகள் நீட்டப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக குறைந்த அதிர்வெண் ஏற்படுகிறது.

அதிர்வெண்ணில் ஏற்படும் மாற்றத்தின் அளவு மூலத்தின் வேகம் மற்றும் மூலத்திற்கும் பார்வையாளருக்கும் இடையே உள்ள தூரத்தைப் பொறுத்தது. மூலம் வேகமாக நகரும் போது, அதிர்வெண்ணில் ஏற்படும் மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும். கூடுதலாக, மூலம் பார்வையாளருக்கு அருகில் இருந்தால், அதிர்வெண்ணில் ஏற்படும் மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும்.

டாப்ளர் விளைவு அன்றாட வாழ்வில் பொதுவாகக் காணப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நெருங்கி வரும் ஆம்புலன்ஸின் சைரன், அது விலகிச் செல்லும் போது கேட்கும் ஒலியை விட அதிக சுருதியில் ஒலிக்கிறது. இதேபோல், ஒரு நகரும் நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி, நட்சத்திரம் நம்மை நோக்கி நகர்ந்தால் நிறமாலையின் நீல முனை நோக்கி மாற்றமடையலாம், அல்லது நட்சத்திரம் நம்மிடமிருந்து விலகிச் சென்றால் நிறமாலையின் சிவப்பு முனை நோக்கி மாற்றமடையலாம்.

டாப்ளர் விளைவுக்கு வானியல், மருத்துவம் மற்றும் வானிலையியல் உள்ளிட்ட பல்வேறு துறைகளில் முக்கியமான பயன்பாடுகள் உள்ளன. வானியலில், நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் வேகம் மற்றும் திசையை அளவிட இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. மருத்துவத்தில், இரத்த ஓட்டத்தை அளவிடவும் இதயத்தில் உள்ள அசாதாரணங்களைக் கண்டறியவும் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. வானிலையியலில், வானிலை முகப்புகளின் இயக்கத்தைக் கண்காணிக்கவும் வானிலையைக் கணிக்கவும் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

டாப்ளர் விளைவு விளக்கப்பட்டது#

டாப்ளர் விளைவு என்பது ஒலி அல்லது ஒளியின் மூலம் ஒரு பார்வையாளரைப் பொறுத்து நகரும் போது ஏற்படும் ஒரு நிகழ்வு ஆகும். இந்த விளைவு ஒலி அல்லது ஒளியின் அதிர்வெண்ணை மாற்றுகிறது, மூலமானது பார்வையாளரை நோக்கி நகர்கிறதா அல்லது விலகிச் செல்கிறதா என்பதைப் பொறுத்து.

டாப்ளர் விளைவு எவ்வாறு செயல்படுகிறது

டாப்ளர் விளைவு ஒலி அல்லது ஒளி அலைகள் விண்வெளியில் பயணிக்கும் விதத்தால் ஏற்படுகிறது. ஒலி அல்லது ஒளியின் மூலம் நிலையாக இருக்கும் போது, அலைகள் நேர் கோட்டில் நிலையான வேகத்தில் பயணிக்கின்றன. இருப்பினும், மூலம் நகரும் போது, அலைகள் மூலத்தின் முன்புறத்தில் சுருக்கமடைந்து, மூலத்தின் பின்புறத்தில் நீட்டப்படுகின்றன. அலைகளின் இந்த சுருக்கம் மற்றும் நீட்சி ஒலி அல்லது ஒளியின் அதிர்வெண்ணை மாற்றுகிறது.

ஒலியில் டாப்ளர் விளைவு

டாப்ளர் விளைவு பொதுவாக ஒலியில் காணப்படுகிறது. ஒரு கார் உங்களைக் கடந்து செல்லும் போது, கார் உங்களை நெருங்கி பின்னர் கடந்து செல்லும்போது காரின் இயந்திரத்தின் ஒலி சுருதி மாறுகிறது. இதற்குக் காரணம், காரின் இயந்திரத்திலிருந்து வரும் ஒலி அலைகள் காரின் முன்புறத்தில் சுருக்கமடைந்து, காரின் பின்புறத்தில் நீட்டப்படுகின்றன. அலைகளின் சுருக்கம் ஒலியின் சுருதியை அதிகரிக்கிறது, அதே நேரத்தில் அலைகளின் நீட்சி ஒலியின் சுருதியைக் குறைக்கிறது.

ஒளியில் டாப்ளர் விளைவு

டாப்ளர் விளைவு ஒளியிலும் ஏற்படுகிறது. ஒரு நட்சத்திரம் நம்மை நோக்கி நகரும் போது, நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி நிறமாலையின் நீல முனை நோக்கி மாற்றமடைகிறது. இதற்குக் காரணம், நட்சத்திரம் நம்மை நெருங்கும் போது நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி அலைகள் சுருக்கமடைகின்றன. மாறாக, ஒரு நட்சத்திரம் நம்மிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் போது, நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி நிறமாலையின் சிவப்பு முனை நோக்கி மாற்றமடைகிறது. இதற்குக் காரணம், நட்சத்திரம் நம்மிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் போது நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி அலைகள் நீட்டப்படுகின்றன.

டாப்ளர் விளைவின் பயன்பாடுகள்

டாப்ளர் விளைவுக்கு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகள் உள்ளன. டாப்ளர் விளைவின் சில எடுத்துக்காட்டுகள்:

• ரேடார்: ரேடார் துப்பாக்கிகள் கார்கள் மற்றும் விமானங்கள் போன்ற நகரும் பொருட்களின் வேகத்தை அளவிட டாப்ளர் விளைவைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• சோனார்: சோனார் அமைப்புகள் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் மற்றும் மீன்கள் போன்ற நீருக்கடியில் உள்ள பொருட்களைக் கண்டறியவும் கண்காணிக்கவும் டாப்ளர் விளைவைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• மருத்துவ படிமமாக்கல்: டாப்ளர் விளைவு அல்ட்ராசவுண்ட் மற்றும் டாப்ளர் எக்கோகார்டியோகிராபி போன்ற மருத்துவ படிமமாக்கல் நுட்பங்களில் உடலில் இரத்த ஓட்டத்தை அளவிட பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• வானியல்: டாப்ளர் விளைவு வானியலில் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் வேகத்தை அளவிடவும் மற்ற நட்சத்திரங்களைச் சுற்றி வரும் கோள்களின் இருப்பைக் கண்டறியவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• மருத்துவம்: டாப்ளர் விளைவு தமனிகள் மற்றும் சிரைகளில் இரத்த ஓட்டத்தின் வேகத்தை அளவிட பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• தானுந்து: டாப்ளர் விளைவு கார்கள் மற்றும் லாரிகளின் வேகத்தை அளவிட பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• இராணுவம்: டாப்ளர் விளைவு எதிரி விமானங்கள் மற்றும் ஏவுகணைகளின் இயக்கத்தைக் கண்காணிக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது.

டாப்ளர் விளைவு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு கவர்ச்சிகரமான நிகழ்வு ஆகும். டாப்ளர் விளைவைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், பிரபஞ்சம் மற்றும் அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் பற்றி மேலும் அறியலாம்.

டாப்ளர் விளைவின் எடுத்துக்காட்டுகள்:#

• ஒலி:
  • உங்களை நோக்கி வரும் ஒரு கார், உங்களிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் காரை விட அதிக சுருதியில் ஒலிக்கும். ஏனெனில் உங்களை நோக்கி நகரும் காரிலிருந்து வரும் ஒலி அலைகள் சுருக்கமடைகின்றன, அதே நேரத்தில் உங்களிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் காரிலிருந்து வரும் ஒலி அலைகள் நீட்டப்படுகின்றன.
  • ஒரு ரயில் அணுகும்போது அதன் விசில் அதிக சுருதியில் ஒலிக்கும், ரயில் விலகிச் செல்லும்போது குறைந்த சுருதியில் ஒலிக்கும்.
• ஒளி:
  • நம்மை நோக்கி நகரும் ஒரு நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி நிறமாலையின் நீல முனை நோக்கி மாற்றமடையும், அதே நேரத்தில் நம்மிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் ஒரு நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி நிறமாலையின் சிவப்பு முனை நோக்கி மாற்றமடையும். இது சிவப்பு நகர்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
  • நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் வேகத்தை அளவிடவும் டாப்ளர் விளைவைப் பயன்படுத்தலாம்.

டாப்ளர் விளைவு சூத்திரம்#

டாப்ளர் விளைவு என்பது ஒலி அல்லது ஒளியின் மூலம் ஒரு பார்வையாளரைப் பொறுத்து நகரும் போது ஏற்படும் ஒரு நிகழ்வு ஆகும். இந்த விளைவு ஒலி அல்லது ஒளியின் அதிர்வெண்ணை மாற்றுகிறது, மூலமானது பார்வையாளரை நோக்கி நகர்கிறதா அல்லது விலகிச் செல்கிறதா என்பதைப் பொறுத்து.

டாப்ளர் விளைவு சூத்திரம் மூலம் அல்லது பார்வையாளரின் இயக்கத்தின் காரணமாக ஒரு அலையின் அதிர்வெண்ணில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கணக்கிடப் பயன்படுகிறது. சூத்திரம்:

$$ f_o = f_s \frac{(v + v_o)}{(v + v_s)} $$

இங்கு:

• $f_o4 என்பது காணப்படும் அதிர்வெண்
• $f_s$ என்பது மூல அதிர்வெண்
• $v$ என்பது அலையின் வேகம்
• $v_o$ என்பது பார்வையாளரின் திசைவேகம்
• $v_s$ என்பது மூலத்தின் திசைவேகம்

எடுத்துக்காட்டு:

ஒரு கார் 30 மீ/வி வேகத்தில் ஒரு நிலையான பார்வையாளரை நோக்கி ஓட்டிச் செல்கிறது. காரின் ஹார்ன் 440 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணுடன் ஒலி அலையை உமிழ்கிறது. காற்றில் ஒலியின் வேகம் 343 மீ/வி ஆகும்.

ஒலி அலையின் காணப்படும் அதிர்வெண்ணைக் கணக்கிட, நாம் மதிப்புகளை டாப்ளர் விளைவு சூத்திரத்தில் பிரதியிடுகிறோம்: $$ f_o = 440 Hz \times \frac{(343 m/s + 30 m/s)}{(343 m/s + 0 m/s)}$$ $$ f_o = 440 Hz \times \frac{373 m/s}{343 m/s}$$ $$ \Rightarrow f_o = 473 Hz$$

எனவே, பார்வையாளர் ஒலி அலையை 473 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணில் கேட்பார்.

மற்றொரு எடுத்துக்காட்டு:

ஒரு போலீஸ் அதிகாரி ஒரு ரேடார் துப்பாக்கியுடன் சாலையோரத்தில் நிற்கிறார். ஒரு கார் 60 மைல்/மணி வேகத்தில் போலீஸ் அதிகாரியைக் கடந்து செல்கிறது. ரேடார் துப்பாக்கி 10 GHz அதிர்வெண்ணுடன் ஒரு ரேடியோ அலையை உமிழ்கிறது. ஒளியின் வேகம் 299,792,458 மீ/வி ஆகும்.

ரேடியோ அலையின் காணப்படும் அதிர்வெண்ணைக் கணக்கிட, நாம் மதிப்புகளை டாப்ளர் விளைவு சூத்திரத்தில் பிரதியிடுகிறோம்:

$$ f_o = 10 GHz \times \frac{(299,792,458 m/s + 60 mph)}{(299,792,458 m/s + 0 mph)} $$

$$ f_o = 10 GHz \times \frac{299,792,458 m/s}{299,792,458 m/s} $$

$$ \Rightarrow f_o = 10 GHz $$

எனவே, போலீஸ் அதிகாரி ரேடியோ அலையை 10 GHz அதிர்வெண்ணில் அளவிடுவார். ஏனெனில் கார் போலீஸ் அதிகாரியிடமிருந்து விலகிச் செல்வதால், காணப்படும் அதிர்வெண் மூல அதிர்வெண்ணுக்கு சமமாக இருக்கும்.

(அ) ஓய்வில் உள்ள பார்வையாளரை நோக்கி நகரும் மூலம்#

ஒலியின் மூலமானது ஓய்வில் உள்ள பார்வையாளரை நோக்கி நகரும் போது, பார்வையாளர் ஒலியின் உண்மையான அதிர்வெண்ணை விட அதிக அதிர்வெண்ணைக் கேட்கிறார். ஏனெனில் ஒலி அலைகள் பார்வையாளரை நெருங்கும்போது சுருக்கமடைகின்றன, இதன் விளைவாக குறுகிய அலைநீளமும் அதிக அதிர்வெண்ணும் ஏற்படுகின்றன.

அதிர்வெண் மாற்றத்தின் அளவு மூலத்தின் வேகம் மற்றும் மூலத்திற்கும் பார்வையாளருக்கும் இடையே உள்ள தூரத்தைப் பொறுத்தது. மூலம் வேகமாக நகரும் போது, அதிர்வெண் மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும். மூலம் பார்வையாளருக்கு அருகில் இருந்தால், அதிர்வெண் மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும்.

அதிர்வெண் மாற்றத்தைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரம்:

$$f_o = f_s \left(\frac{v + v_o}{v - v_s}\right)$$

இங்கு:

• $f_o$ என்பது காணப்படும் அதிர்வெண்
• $f_s$ என்பது ஒலியின் உண்மையான அதிர்வெண்
• $v$ என்பது ஒலியின் வேகம்
• $v_o$ என்பது பார்வையாளரின் வேகம்
• $v_s$ என்பது மூலத்தின் வேகம்

எடுத்துக்காட்டு:

ஒரு கார் 30 மைல்/மணி வேகத்தில் ஒரு நடைபாதை பயணியை நோக்கி ஓட்டிச் செல்கிறது. காரின் ஹார்ன் 440 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணைக் கொண்டுள்ளது. நடைபாதை பயணி கேட்கும் ஒலியின் அதிர்வெண் என்ன?

$$f_o = 440 Hz \times \left(\frac{1100 ft/s + 0 ft/s}{1100 ft/s - 30 ft/s}\right)$$

$$f_o = 440 Hz \times \left(\frac{1100 ft/s}{1070 ft/s}\right)$$

$$\Rightarrow f_o = 458 Hz$$

நடைபாதை பயணி 458 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணைக் கேட்கிறார், இது ஒலியின் உண்மையான அதிர்வெண்ணை விட அதிகமாகும்.

பயன்பாடுகள்:

டாப்ளர் விளைவு பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவற்றில் சில:

• ரேடார்: ரேடார் துப்பாக்கிகள் நகரும் பொருட்களின் வேகத்தை அளவிட டாப்ளர் விளைவைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• சோனார்: சோனார் அமைப்புகள் நீருக்கடியில் உள்ள பொருட்களைக் கண்டறியவும் கண்காணிக்கவும் டாப்ளர் விளைவைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• மருத்துவ படிமமாக்கல்: டாப்ளர் விளைவு மருத்துவ படிமமாக்கலில் உடலில் இரத்த ஓட்டத்தை அளவிட பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• வானியல்: டாப்ளர் விளைவு வானியலில் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் வேகத்தை அளவிட பயன்படுத்தப்படுகிறது.

(ஆ) ஓய்வில் உள்ள பார்வையாளரிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் மூலம்#

ஒலியின் மூலமானது ஓய்வில் உள்ள பார்வையாளரிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் போது, காணப்படும் அதிர்வெண் உண்மையான அதிர்வெண்ணை விட குறைவாக இருக்கும். இது டாப்ளர் விளைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. காணப்படும் அதிர்வெண்ணுக்கான சூத்திரம்:

$$f_o = f_s \left(\frac{v}{v + v_s}\right)$$

இங்கு:

• $f_o$ என்பது காணப்படும் அதிர்வெண்
• $f_s$ என்பது உண்மையான அதிர்வெண்
• $v$ என்பது ஒலியின் வேகம்
• $v_s$ என்பது மூலத்தின் வேகம்

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கார் 50 மைல்/மணி வேகத்தில் உங்களிடமிருந்து விலகிச் சென்று, ஹார்ன் 440 ஹெர்ட்ஸில் ஊதினால், காணப்படும் அதிர்வெண்:

$$f_o = 440 \times \left(\frac{343}{343 + 50}\right) = 408 \text{ Hz}$$

இதன் பொருள் ஹார்னின் ஒலி அது உண்மையில் இருக்கும் சுருதியை விட குறைவாக இருக்கும்.

நட்சத்திரங்கள் நம்மை நோக்கி அல்லது நம்மிடமிருந்து விலகிச் செல்லும்போது அவற்றின் நிறத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்கும் டாப்ளர் விளைவு பொறுப்பாகும். ஒரு நட்சத்திரம் நம்மை நோக்கி நகரும் போது, அதன் ஒளி நிறமாலையின் நீல முனை நோக்கி மாற்றமடையும். ஒரு நட்சத்திரம் நம்மிடமிருந்து விலகிச் செல்லும் போது, அதன் ஒளி நிறமாலையின் சிவப்பு முனை நோக்கி மாற்றமடையும்.

டாப்ளர் விளைவு வானியலாளர்கள் பிரபஞ்சத்தைப் படிக்கப் பயன்படுத்தும் ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும். இது நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் வேகத்தை அளவிடவும், அவை நம்மை நோக்கி நகருகின்றனவா அல்லது நம்மிடமிருந்து விலகிச் செல்கின்றனவா என்பதைத் தீர்மானிக்கவும் அனுமதிக்கிறது.

(இ) நிலையான மூலத்தை நோக்கி நகரும் பார்வையாளர்#

ஒரு பார்வையாளர் ஒலியின் நிலையான மூலத்தை நோக்கி நகரும் போது, ஒலியின் அதிர்வெண் அதிகரிப்பதாகத் தோன்றுகிறது. ஏனெனில் பார்வையாளர் ஒலி அலைகளுக்கு நெருக்கமாக நகர்கிறார், எனவே அவை சுருக்கமடைந்து அடிக்கடி வருகின்றன. பார்வையாளர் மூலத்திலிருந்து விலகிச் செல்லும் போது எதிர்மாறானது உண்மையாகும்: ஒலியின் அதிர்வெண் குறைவதாகத் தோன்றுகிறது.

அதிர்வெண்ணில் ஏற்படும் மாற்றத்தின் அளவு பார்வையாளரின் வேகம் மற்றும் மூலத்திற்கான தூரத்தைப் பொறுத்தது. பார்வையாளர் வேகமாக நகரும் போது, அதிர்வெண் மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும். மேலும் பார்வையாளர் மூலத்திற்கு அருகில் இருந்தால், அதிர்வெண் மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும்.

இந்த விளைவு டாப்ளர் விளைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது ஒலி அலைகளுக்கு மட்டும் மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை. இது ஒளி அலைகள் மற்றும் பிற வகையான அலைகளிலும் ஏற்படுகிறது.

டாப்ளர் விளைவின் எடுத்துக்காட்டுகள்

• ஒரு கார் ஹார்ன். ஒரு கார் உங்களை நோக்கி வரும்போது, ஹார்னின் சுருதி அதிகரிப்பதாகத் தோன்றுகிறது. ஏனெனில் கார் உங்களை நெருங்குவதால், ஒலி அலைகள் சுருக்கமடைந்து அடிக்கடி வருகின்றன.
• ஒரு ரயில் விசில். ஒரு ரயில் ஒரு நிலையத்தை அணுகும்போது, விசிலின் சுருதி அதிகரிப்பதாகத் தோன்றுகிறது. ஏனெனில் ரயில் நிலையத்தை நெருங்குவதால், ஒலி அலைகள் சுருக்கமடைந்து அடிக்கடி வருகின்றன.
• ஒரு ஜெட் இயந்திரம். ஒரு ஜெட் விமானம் உங்கள் தலைக்கு மேலே பறக்கும்போது, விமானம் அணுகும்போது இயந்திர சத்தத்தின் சுருதி அதிகரிப்பதாகத் தோன்றுகிறது, பின்னர் விமானம் விலகிச் செல்லும்போது குறைகிறது. ஏனெனில் விமானம் உங்களை நெருங்கி பின்னர் விலகிச் செல்வதால், ஒலி அலைகள் சுருக்கமடைந்து பின்னர் நீட்டப்படுகின்றன.

டாப்ளர் விளைவு வானியலாளர்களுக்கு ஒரு பயனுள்ள கருவியாகும். நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் வேகத்தை அளவிட அவர்கள் இதைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். ஒரு நட்சத்திரம் அல்லது விண்மீன் திரளிலிருந்து வரும் ஒளி அலைகளின் அதிர்வெண் மாற்றத்தை அளவிடுவதன் மூலம், வானியலாளர்கள் அது எவ்வளவு வேகமாக நம்மை நோக்கி அல்லது நம்மிடமிருந்து விலகிச் செல்கிறது என்பதைத் தீர்மானிக்க முடியும்.

டாப்ளர் விளைவு மருத்துவ படிமமாக்கலிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது உடலில் இரத்த ஓட்டத்தின் படங்களை உருவாக்க பயன்படுகிறது. இரத்த அணுக்களில் இருந்து பிரதிபலிக்கும் ஒலி அலைகளின் அதிர்வெண் மாற்றத்தை அளவிடுவதன் மூலம், மருத்துவர்கள் இரத்த ஓட்டத்தின் வேகம் மற்றும் திசையைத் தீர்மானிக்க முடியும்.

நிலையான மூலத்திலிருந்து விலகிச் செல்லும் பார்வையாளர்#

ஒரு பார்வையாளர் ஒலியின் நிலையான மூலத்திலிருந்து விலகிச் செல்லும் போது, பார்வையாளரை அடையும் ஒலி அலைகளின் அதிர்வெண் குறைகிறது. இது டாப்ளர் விளைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதிர்வெண்ணில் ஏற்படும் குறைவின் அளவு பார்வையாளரின் வேகம் மற்றும் பார்வையாளருக்கும் மூலத்திற்கும் இடையே உள்ள தூரத்தைப் பொறுத்தது.

டாப்ளர் விளைவுக்கான சூத்திரம்:

$$ f’ = f \frac{v}{(v + v_o)} $$

இங்கு:

• $f’$ என்பது பார்வையாளரை அடையும் ஒலி அலைகளின் அதிர்வெண்
• $f$ என்பது ஒலி அலைகளின் அசல் அதிர்வெண்
• $v$ என்பது ஊடகத்தில் ஒலியின் வேகம்
• $v_o$ என்பது பார்வையாளரின் வேகம்

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கார் 60 மைல்/மணி வேகத்தில் ஓட்டிச் சென்று, காரில் ஒரு சைரன் 440 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணுடன் ஒலி அலையை உமிழ்ந்தால், சாலையோரத்தில் நிற்கும் ஒரு நடைபாதை பயணியை அடையும் ஒலி அலையின் அதிர்வெண்:

$$ f’ = 440 Hz \times \frac{1100 ft/s}{(1100 ft/s + 88 ft/s)} = 412 Hz $$

நடைபாதை பயணி சைரனை அது உண்மையில் இருக்கும் சுருதியை விட குறைந்த சுருதியில் கேட்பார்.

நகரும் பொருட்களின் வேகத்தை அளவிடவும் டாப்ளர் விளைவைப் பயன்படுத்தலாம். எடுத்துக்காட்டாக, வானியலாளர்கள் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் வேகத்தை அளவிட டாப்ளர் விளைவைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். ஒரு நட்சத்திரம் அல்லது விண்மீன் திரளால் உமிழப்படும் ஒளி அலைகளின் அதிர்வெண் மாற்றத்தை அளவிடுவதன் மூலம், வானியலாளர்கள் அந்தப் பொருள் பூமியை நோக்கி அல்லது பூமியிலிருந்து எவ்வளவு வேகமாக நகருகிறது என்பதைத் தீர்மானிக்க முடியும்.

டாப்ளர் விளைவு அறிவியல் மற்றும் அன்றாட வாழ்வில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு பொதுவான நிகழ்வு ஆகும்.

டாப்ளர் விளைவு தீர்க்கப்பட்ட சிக்கல்கள்#

சிக்கல் 1: ஒரு கார் 30 மீ/வி வேகத்தில் ஒரு நிலையான பார்வையாளரை நோக்கி நகர்ந்து வருகிறது. காரின் ஹார்ன் 400 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணைக் கொண்டுள்ளது. பார்வையாளர் கேட்கும் ஒலியின் அதிர்வெண் என்ன?

தீர்வு:

டாப்ளர் விளைவு சூத்திரம்:

$$f_o = f_s \left(\frac{v \pm v_o}{v \pm v_s}\right)$$

இங்கு:

• $f_o$ என்பது காணப்படும் அதிர்வெண்
• $f_s$ என்பது மூல அதிர்வெண்
• $v$ என்பது ஊடகத்தில் ஒலியின் வேகம்
• $v_o$ என்பது பார்வையாளரின் வேகம்
• $v_s$ என்பது மூலத்தின் வேகம்

இந்த சிக்கலில், $f_s = 400$ ஹெர்ட்ஸ், $v = 343$ மீ/வி, $v_o = 0$ மீ/வி, மற்றும் $v_s = 30$ மீ/வி. இந்த மதிப்புகளை சூத்திரத்தில் பிரதியிட, நாம் பெறுவது:

$$f_o = 400 \left(\frac{343 + 0}{343 - 30}\right) = 452.3 Hz$$

எனவே, பார்வையாளர் 452.3 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணில் ஒலியைக் கேட்கிறார்.

சிக்கல் 2: ஒரு ரயில் 20 மீ/வி வேகத்தில் ஒரு நிலையான பார்வையாளரிடமிருந்து வ