efectul doppler

  • View
    184

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of efectul doppler

Efectul Doppler

Efectul Doppler consta in variatia frecventei unei unde inregistrate de un receptor atunci cand sursa sau/si receptorul se deplaseaza fata de mediu. Efectul Doppler poate fi constatat atat in cazul undelor electromagnetice (inclusiv lumina), cat si in cazul undelor mecanice (sunetul). y A fost numit dupa fizicianul si matematicianul austriac Christian Doppler care in 1842 a emis o ipoteza care sustinea variatia frecventei unei unde receptate in functie de vitezele sursei si a receptorului.y

y

Exemplu: Sunetul unei ambulante care se deplaseaza spre receptor creste in intensitate si in inaltime(frencventa).

=(Conventie: vitezele sunt pozitive cand se apropie una de alta si negative cand se departeaza)

y

y

Exista un efect analog in cazul undelor electromagnetice, Doppler-Fizeau, care este simetric in cele doua viteze(depinde de viteza relativa sursa-receptor) Cand receptorul sta: =

y

Daca sursa a trecut de bariera sunetului, ea se deplaseaza mai repede decat undele pe care le emite. Ca urmare, sursa va trece de receptor inainte ca acesta sa capteze semnalul sonor.

Efectul Doppler relativist

Deplasarea spre rosu(albastru) rosu(albastru)

http://www.youtube.com/watch? v=FhfnqboacV0

RadarulRADAR (radio detection and ranging, adic detectarea prin radio i determinarea distanei) y Reprezint o instalaie de radiolocaie care radiaz microunde electromagnetice i folosete reflexia acestora pe diferite obiecte pentru a determina existena i distana lor fa de anten . Se compune, de obicei, dintr-un emi tor, un receptor i un sistem de antene cu directivitate pronunat . Receptorul cuprinde i un indicator al existenei i poziiei obiectului.y

Principiu de funcionare funcy

Principiul de baz al radarului este reprezentat de reflexia microundelor pe suprafee solide. Receptorul, analiznd diferena de timp dintre emisia i recepia undei reflectate de c tre un corp detectat, poate aprecia distana acestuia fa de sursa microundelor.

y

Pentru obiectele n zbor, poziia este caracterizat de trei coordonate.Ele sunt stabilite la sol, cu ajutorul mecanismului de orientare al antenei.n mediile militare, unghiul (teta) nu se exprim n grade sau radiani, ci n sutimi. Acestea sunt unit i fixe, corespunz toare principalelor puncte cardinale, n sens antitrigonometric.

Limit ri ale radaruluiy y y

Distana maxim rmax pn la care un radar poate detecta corpurile zbur toare depinde de puterea de emisie a antenei: Distana minim rmin de detecie a radarului este limitat de valoarea minim a intervalului t m surabil. n practic , rmin < 100 m, ceea ce nseamn c obiectele ce zboar la o distanta mai mic de 100 m nu sunt detectate de c tre radar.Lipsa reflexiei sau mai bine zis lipsa unei unde reflectate care s poat fi captat de c tre radar este un fenomen caracteristic corpurilor f r poriuni rotunjite. Acest fapt a fost exploatat de c tre fabricanii avioanelor cu tehnologie stealth, care pe lng dotarea lor cu un strat absorbant de microunde, le-au creat avnd la baz o arhitectur numai cu unghiuri i suprafee plane. Astfel, posibilitatea ca o und reflectat de c tre suprafeele plane ale avionului s ajung napoi la radar este foarte mic , iar n cazul n care ar avea loc, s-ar ntmpla doar pentru o fraciune de secund (avionul micndu-se, urm toarea und reflectat va ajunge n alt loc).

Contram suri:y

n timpul primului r zboi mondial ruperea comunica ilor radio inamice era practicat ocazional. Interferen a cu comunica iile radar era de importan strategic n cel de-al doilea r zboi mondial pentru c ambele p r i depindeau foarte mult de radar. Exist 2 metode primare blocare a radarului inamic: blocare electronic -prin transmite- rea pe frecven e care interfereaz cu receptoarele inamicului; i blocare mecanic , mpr - tiind mici benzi de foi de aluminiu care produc ecouri i interfer cu detectarea intelor ade v rate. Ast zi, prin existen a attor transmisii de televiziune, telefoane celulare i alte rada- re, interferen a are loc n mod neinten ionat.

Aplicatii ale efectului Doppler in medicinaPentru investiga ii biomedicale se utilizeaz sonde ultrasonore Doppler: -de inalt frecven (6-10 MHz) pentru diagnosticarea structurilor superficiale; - de joas frecven (1-5MHz) pentru diagnosticarea structurilor profunde.

Ecografia DopplerEcografia Doppler este un mod de investigare a aparatului cardiovascular, care se foloseste de ultrasunete si se bazeaza pe efectul Doppler. y Cu ajutorul acestei tehnici se vizualizeaza organele interne si poate fi folosita pentru a ghida si dirija explorarea chirugicala si gesturile punctiei sau biopsiei. De asemenea, acest tip de ecografie ajuta la observarea fluxurilor de sange si alte fluide, fiind chiar posibila ascultarea semnalelor emise de acestea.

y

Tehnica de aflare a vitezei sangelui este cunoscut i sub numele de velocimetrie ultrasonic sau velocimetrie prin ecografie Doppler.

y

Transductorul ultrasonografului emite unda sonor , a c rei direcie face un unghi cu direcia coloanei de snge. Viteza sngelui din vas (Vsg) va avea i o component tangenial , egal cu Vsg*cos i care va fi maxim cnd unghiul tinde la zero. Unda Doppler lovete coloana de sange, apoi se ntoarce la transductor, care analizeaz diferena de frecven . Lund n considerare diferena de frecven dintre unda trimis i cea reflectat , particularit ile lichidului de propagare a undei i unghiul descris , procesorul ultrasonografului poate calcula instantaneu viteza coloanei de snge din vas.

y

Metoda folose te dou moduri de lucru: emisie continu y emisie n impulsuriy

Fiec rui mod de lucru i corespunde un anumit tip de aparat. Pentru emisia continu transductorul de emisie este diferit de transductorul de recep ie, iar la emisia n impulsuri se folose te acela i transductor att pentru emisie ct i pentru recep ie.

Asa arata semnalul Doppler inregistrat la nivelul vaselor de sange :

Unda a este creata de ejectia ventriculului stang. Unda b se marcheaza sfarsitul ejectiei, moment in care sangele are o tendinta de reflux catre ventricul. Unda c determinata de elasticitatea peretelui vascular, ce duce la o accelerare diastolica a coloanei de sange.

Ecografia Doppler colorDezvoltarea rapida a aparatelor de explorare cu ultrasunele a dus la crearea ecografiei Doppler color. Acest lucru este posibil prin prelucrarea semnalelor cu ajutorul microprocesoarelor, ce realizeaza imagini color ale circulatiei sangelui. Semnalul este afisat in timp real si este codificat in doua culori: y ro u, reprezentand fluxul sanguin ce vine spre transductor y albastru, reprezentand fluxul sanguin ce se indeparteaz de transductor In cazul in care viteza creste, culoarea, fie ea rosie sau albastra, va deveni mai stralucitoare. Daca viteza scade, culoarea se intuneca.

Debitmetrul laser cu efect Dopplery

Debitmetrul laser cu efect Doppler are avantajul c spre deosebire de debitmetrul Doppler cu ultrasunete, poate m sura viteza sngelui i n vasele de mici dimensiuni, sau microcircula ia sngelui. Avantajul mare al metodei cu laser i efect Doppler este posibilitea m sur rii curgerii sngelui n numeroase regiuni, precum i un r spuns rapid la varia iile de vitez . Metoda poate fi folosit i pentru determinarea varia iilor de vitez pe durata ciclului cardiac.

y

Search related