Hiệu ứng Doppler

Hiệu ứng Doppler

Chúng ta đều biết: Khi nguồn sóng và máy thu chuyển động với nhau, tần số thu được sẽ khác tần số phát ra.
Khi nguồn âm chuyển động lại gần máy thu, tần số thu f'' so với tần số phát f: f'' = f.v /(v - v1), v là vận tốc âm, v1 là vận tốc của nguồn âm.
Khi máy thu chuyển động lại gần nguồn, tần số thu f'' so với tần số phát f: f'' = f.(v + v1)/v , v là vận tốc âm, v1 là vận tốc của máy thu.
Vấn đề là theo tính tương đối của chuyển động, có gì khác nhau đâu giữa hai trường hợp nguồn âm chuyển động lại gần máy thu và máy thu chuyển động lại gần nguồn âm, vậy tại sao tương quan tần số lại khác nhau?
Các bạn giải đáp giúp nhé!

Công thức chung của hiệu ứng Doppler là f'' = f. (v + v[thu]) / (v+v[phát]
Hình như vấn đề ở đây là tính tương đối của chuyển động thể hiện thông qua việc nguồn phát hoặc nguồn thu với môi trường, chứ không phải giữa nguồn phát và nguồn thu với nhau.

Đúng là công thức f = fo*(v+vt)/(v+vp) trong đó vt và vp là vận tốc của máy thu và nguồn phát so với môi truờng.
Nhưng đọc công thức trên tôi thấy có câu hỏi: trong trường hợp cả nguồn phát và nguồn thu đều chuyển động như nhau (khoảng cách ko đổi) và với vận tốc bằng hoặc lớn hơn v (vận tốc âm trong kk), như vậy f = fo, tần số ko đổi, nhưng trên thực tế thì máy thu không bao giờ thu được âm thanh của nguồn phát, vậy công thức trên không thể mở rộng khi vp và vt >= v ???
Thêm 1 câu nữa về Doppler effect: trong thiên văn, người ta xác định được chuyển dịch quang phổ do nguồn phát di chuyển xa ra hoặc gần lại Trái đất, tóm lại có sự dịch chuyển tương đối giữa nguồn phát và nguồn thu. Nhưng theo thuyêt tương đối thì vận tốc ánh sáng là như nhau với mọi hệ quy chiếu. Giải thích sao đây khi hiệu ứng Doppler vẫn tồn tại?
Mong ý kiến của các cao nhân.

Em ko hiểu ý của bác lắm , sự chuyển dịch quang phổ là do bước sóng thay đổi chứ có liên quan đến vận tốc đâu nhỉ ?
Được To_laI_nd sửa chữa / chuyển vào 20:14 ngày 23/10/2009

Thế theo bạn thì tại sao bước sóng lại thay đổi? Tự nhiên chăng? hay là do nguồn sáng ở quá xa?

Sóng âm là sóng cơ học, ánh sáng là sóng điện từ, bản chất hiện tượng Doppler của sóng âm và ánh sáng là khác nhau hoàn toàn.
Vật mà chuyển động vượt tường âm thanh rồi thì còn gì khái niệm sóng âm nữa mà áp dụng Doppler?
Chưa hiểu ý Thohry muốn nói gì. Hiện tượng redshift trong thiên văn có nhiều lý do khác nhau, Doppler chỉ là 1 phần.

* Sóng cơ học và sóng điện từ thì cũng là sóng, và hiệu ứng Doppler trong sóng âm được áp dụng trong sóng điện từ vẫn theo các quy luật: ví dụ khi vật (sao, thiên hà) chuyển động xa thì tần số thấp đi, và ngược lại. Vậy tại sao lại thế, khác là khác ở đâu?
* Vượt tường âm thanh: tại sao công thức không bao hàm được, đó mới là câu hỏi
* Redshift (và blueshift ), ngoài Doppler thì còn gì nữa đây? ???!

Khác ở chỗ sóng cơ cần có môi trường vật chất để truyền, do đó mới có việc phụ thuộc vào chuyển động tương đối của môi trường so với nguồn phát và người quan sát.
Trong thiên văn, hiệu ứng Doppler chỉ tính là hiện tượng thay đổi bước sóng biểu kiến do có chuyển động tương đối giữa nguồn phát và người quan sát. Ngoài nguyên nhân này ra bước sóng còn bị lệch do độ cong của không thời gian trên quãng đường ánh sáng lan truyền. Thohry đã nghe nói về việc ánh sáng truyền trên đường dài (hàng triệu hàng tỷ năm ánh sáng) thì bị "mỏi" chưa vậy

Vậy là diễn giải của dangiaothong và werty giống nhau. Trước khi có sự diễn giải tôi không nhận ra vai trò của môi trường truyền âm. Thank!
Qua đó thú thật là tôi rất "cay cú" không biết rộng như werty, tôi tin chắc ý kiến của werty sẽ mang lại nhiều điều lý thú cho mọi người.
Nhưng mà về ý "ánh sáng mỏi" thì bản chất là cái gì vậy werty? Chính xác là do sự cong của không thời gian hay do thời gian truyền? Nó có trái với tiên đề "vận tốc ánh sáng trong chân không trong mọi hệ quy chiếu quán tính là hằng số" không?

Tất nhiên tiên đề "vận tốc ánh sáng là như nhau đối với mọi người quan sát" không bị vi phạm rồi, bởi vì nó là tiên đề mà . Toàn bộ các lập luận về redshift hay Doppler trong cơ học tương đối tính đều phải dựa vào nó cả.
Tớ cũng chỉ hình dung đại khái thế thôi, chứ thật khó mà giải thích được những thứ quái dị như thế này trong cơ học tương đối tính. Lấy thử ví dụ sau để thấy rằng rất khó hình dung không thời gian trong thuyết tương đối:
Giả sử Big Bang là có thật, thì các tính toán dựa theo thuyết tương đối cho thấy rằng các bức xạ từ thời điểm Big Bang truyền đến Trái Đất hiện nay thì bị "mỏi" đi trở thành sóng vô tuyến ở dải vi ba (là bức xạ mà Penzias và Wilson đã tìm ra). Nếu cứ hình dung trong đầu theo kiểu ánh sáng truyền đi với vận tốc 300000km/s theo kiểu không gian Newton thì sẽ thấy vô lý thế này: các bức xạ đó cùng với Trái Đất tại thời điểm Big Bang thì nằm cùng một chỗ, thế mà tại sao Trái Đất "văng" ra trước còn bức xạ lại tới sau , lẽ nào vật có khối lượng lại chuyển động nhanh hơn bức xạ điện từ?
Lấy một ví dụ khác cho dễ hình dung hơn: một tia sáng từ một thiên hà xa xôi lan truyền về hướng Trái Đất, trên đường đi thì bị một lỗ đen khổng lồ hút mất. Ta biết rằng lỗ đen càng nặng thì "kích thước" càng bé, như vậy đối với người quan sát ở mặt đất thì dường như tia sáng truyền đến lỗ đen thì "đứng im" tại một điểm. Nếu người quan sát theo kiểu cơ học cổ điển thì sẽ cho rằng tia sáng đến đấy thì có vận tốc bằng 0
Được werty98 sửa chữa / chuyển vào 03:50 ngày 24/10/2009