Doppler olayı, bir kaynağın (ses, ışık vb.) ve gözlemcinin birbirine göre hareketli olması durumunda, gözlemcinin algıladığı frekansta meydana gelen değişimdir. Günlük hayatta ambulans sireninin yanımızdan geçerken sesinin değişmesi bu olaya örnektir.
Doppler olayının temel formülü şudur:
$f' = f \cdot \frac{v \pm v_o}{v \mp v_s}$
Dikkat Edilmesi Gerekenler:
Hızların yönü çok önemlidir. Genellikle, kaynağın ve gözlemcinin aynı doğru üzerinde hareket ettiği varsayılır. Bu durumda, bir yön pozitif seçilirse, zıt yöndeki hızlar negatif alınmalıdır.
Örnek: Bir tren (kaynak) 20 m/s hızla doğuya doğru hareket ederken, bir kişi (gözlemci) 10 m/s hızla batıya doğru hareket ediyor. Bu durumda, doğu yönünü pozitif alırsak, trenin hızı +20 m/s, kişinin hızı -10 m/s olur.
Formülde kullanılan tüm hızların aynı birimde (genellikle m/s) olduğundan emin olun. Eğer farklı birimlerde verilmişse, çevirme işlemlerini yapmayı unutmayın.
Örnek: Hız km/saat cinsinden verilmişse, m/s'ye çevirmek için 3.6'ya bölünmelidir.
Sonuç bulduktan sonra, frekanstaki değişimin mantıklı olup olmadığını kontrol edin. Eğer kaynak ve gözlemci birbirine yaklaşıyorsa, algılanan frekansın artması, uzaklaşıyorsa azalması beklenir.
Örnek: Ambulans size yaklaşıyorsa siren sesi daha tiz (yüksek frekanslı), uzaklaşıyorsa daha pes (düşük frekanslı) duyulmalıdır.
Doppler olayı sorularında işlem hatası yapmamak için bol bol pratik yapmak önemlidir. Farklı senaryoları içeren sorular çözerek, formülü doğru uygulama ve işaretlere dikkat etme becerilerinizi geliştirebilirsiniz.
Duran bir ambulansın sireni 500 Hz frekansında ses yaymaktadır. 20 m/s hızla ambülansa yaklaşan bir gözlemci, sireni hangi frekansta duyar? (Sesin havadaki hızı 340 m/s)
Çözüm:
$f' = f \cdot \frac{v + v_o}{v - v_s}$
$f' = 500 \cdot \frac{340 + 20}{340 - 0}$
$f' = 500 \cdot \frac{360}{340}$
$f' \approx 529.4 Hz$
Gözlemci, sireni yaklaşık 529.4 Hz frekansında duyar.
Doppler olayı soruları, dikkatli ve sistematik bir yaklaşımla çözülebilir. Formülü doğru anlamak, işaretlere dikkat etmek, birimleri kontrol etmek ve bol pratik yapmak, işlem hatalarını en aza indirmenize yardımcı olacaktır. Başarılar!
