🔕 Doppler Olayı Nedir?
Doppler olayı, bir
kaynak ve bir
gözlemci arasındaki göreli hareketin, algılanan
dalga frekansını değiştirmesi durumudur. Yani, ses kaynağı hareketliyse, sesi dinleyen kişi sesi farklı duyar. Bu olay sadece ses dalgalarında değil, ışık dalgalarında da görülür.
- 🚗 Örnek: Bir ambulansın size doğru yaklaştığını düşünün. Siren sesi normalden daha yüksek (daha tiz) duyulur. Ambulans sizden uzaklaşırken ise siren sesi daha düşük (daha pes) duyulur.
- 💡 Nedeni: Ambulans yaklaştıkça, ses dalgaları sıkışır ve frekansı artar. Uzaklaştıkça ise ses dalgaları genişler ve frekansı azalır.
🌊 Ses Dalgalarında Doppler Olayı
Ses dalgalarında Doppler olayı, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız bir durumdur. Özellikle hareketli ses kaynaklarının (araçlar, sirenler, vb.) yaydığı seslerin algılanmasında belirgin bir şekilde fark edilir.
- 📢 Ses Kaynağı Yaklaşırken: Sesin frekansı artar, yani ses daha tiz duyulur.
- 🔈 Ses Kaynağı Uzaklaşırken: Sesin frekansı azalır, yani ses daha pes duyulur.
- 🧍 Gözlemci Hareketli İse: Gözlemci ses kaynağına doğru hareket ediyorsa ses daha tiz, uzaklaşıyorsa daha pes duyulur.
➕ Doppler Olayının Uygulama Alanları
Doppler olayı, sadece günlük hayatta karşılaştığımız bir fenomen olmakla kalmaz, aynı zamanda birçok teknolojik uygulamada da kullanılır.
- 📡 Radar Sistemleri: Hava durumunu tahmin etmek ve uçakların hızını ölçmek için kullanılır.
- 🩺 Tıbbi Görüntüleme: Kan akışını incelemek ve kalp rahatsızlıklarını teşhis etmek için kullanılır (Doppler ultrason).
- 🌌 Astronomide: Yıldızların ve galaksilerin hareketlerini incelemek için kullanılır.
🧮 Doppler Olayı Formülü
Doppler olayını matematiksel olarak ifade etmek için aşağıdaki formül kullanılır:
$f' = f \cdot \frac{v \pm v_o}{v \mp v_s}$
Burada:
- $f'$: Gözlemcinin algıladığı frekans
- $f$: Kaynağın yaydığı frekans
- $v$: Sesin havadaki hızı (yaklaşık 340 m/s)
- $v_o$: Gözlemcinin hızı
- $v_s$: Kaynağın hızı
Formülde:
- ➕ Üst İşaret (+): Gözlemci kaynağa yaklaşıyorsa
- ➖ Üst İşaret (-): Gözlemci kaynaktan uzaklaşıyorsa
- ➖ Alt İşaret (-): Kaynak gözlemciye yaklaşıyorsa
- ➕ Alt İşaret (+): Kaynak gözlemciden uzaklaşıyorsa
✍️ Örnek Soru ve Çözümü
Bir ambulans, 20 m/s hızla size doğru siren çalarak yaklaşıyor. Ambulansın yaydığı sesin frekansı 800 Hz ise, sizin duyduğunuz sesin frekansı yaklaşık olarak kaç Hz'dir? (Sesin havadaki hızı 340 m/s olarak alın.)
Çözüm:
$f' = f \cdot \frac{v}{v - v_s}$ (Gözlemci duruyor, kaynak yaklaşıyor)
$f' = 800 \cdot \frac{340}{340 - 20}$
$f' = 800 \cdot \frac{340}{320}$
$f' = 800 \cdot 1.0625$
$f' = 850 \ Hz$
Yani, ambulansın sirenini yaklaşık olarak 850 Hz olarak duyarsınız.
