Оптический эффект Доплера

Оптический эффект Доплера [c.216]

Однако между акустическим и оптическим эффектами Доплера имеется принципиальное различие. В случае акустических волн существенным является движение источника и приемника по отношению к среде, в которой происходит распространение колебаний. Поскольку особой среды, которая служила бы носителем электромагнитных волн, не существует, то оптический эффект Доп- [c.216]

Перенос тепла излучением и оптическая термометрия тесно связаны, поскольку в обоих случаях необходимо иметь соотношение между термодинамической температурой и количеством и качеством тепловой энергии, излученной поверхностью. В конце 19 в. на основе только классической термодинамики и электромагнитной теории были получены два важных результата. Первый — закон Стефана (1879 г.), согласно которому плотность энергии внутри полости пропорциональна четвертой степени температуры стенок полости. Второй —закон смещения Вина (1893 г.), который устанавливал, что, когда температура черного тела увеличивается, длина волны максимума излучения Хт уменьшается, так что произведение ХтТ сохраняется постоянным. Доказательство закона Стефана основано на трактовке теплового излучения как рабочей жидкости в тепловой машине, имеющей в качестве поршня подвижное зеркало, и использовании электромагнитной теории Максвелла, чтобы показать, что действующее на поверхность давление изотропного излучения пропорционально плотности энергии. Закон Вина вытекает из рассмотрения эффекта Доплера, возникающего при движении зеркала. В обоих законах появляется постоянный коэффициент пропорциональности, относительно которого классическая термодинамика не могла дать информации. [c.312]

Пусть среда с неоднородным уширением, обусловленным эффектом Доплера, находится в оптическом резонаторе. Представим поле в резонаторе на частоте V в виде двух волн, бегущих вдоль его оси навстречу друг другу. Очевидно, что волны взаимодействуют с атомами, имеющими взаимно противоположные направления составляющей скорости на ось резонатора. Поэтому, хотя обе волны имеют одну и ту же частоту V, они вызовут образование двух провалов на кривой коэффициента усиления k v), расположенных симметрично относительно центральной частоты то. [c.290]

В настоящее время в экспериментальной практике используются разнообразные методы определения турбулентных характеристик потока. Однако все они могут быть разделены на две большие группы. К первой группе относят методы, основанные на введении в поток индикатора (пыль, мелкие частицы), по поведению которого можно сделать вывод о параметрах турбулентности. Это методы, основанные на эффекте Доплера (лазерный, акустический анемометры), методы мгновенной фоторегистрации, разнообразные оптические методы, методы электронных пучков и т. д. Указанные методы имеют небольшую разрешающую способность приборов, для них характерны трудности юстировки оптической системы, большой объем экспериментальной информации, а также определенные трудности расшифровки показаний аппаратуры. В то же время эти методы не искажают структуры потока и находят применение в тех случаях, когда другие методы неприменимы (например, при исследовании структуры вязкого подслоя). [c.257]

П2.3.3. Эффект Доплера. Под эффектом Доплера понимается явление, связанное с изменением частоты волн, зарегистрированных приемником Р, и вызванное движением источника / волн и самого приемника. Особенности эффекта Доплера для электромагнитных волн (радиоволны, оптическое, рентгеновское и гамма-излучение) можно установить, исходя из принципов специальной теории относительности. [c.444]

MOB линейный эффект Доплера отсутствует. Если дополнительно предположить, что атомный пучок для лазерного излучения является оптически топкой мишенью ), то результаты рассматриваемого эксперимента можно описать следующей системой скоростных уравпепий [c.88]

Второй метод оптического приема упругих колебаний основан на эффекте Доплера. При отражении от колеблющейся поверхности ОК монохроматического лазерного луча происходит частотная модуляция отраженного света. При частотном детектировании в приемном устройстве отраженной от ОК световой волны колебания частоты преобразуются в изменения амплитуды, используемые для оценки и представления результатов. [c.227]

Оптическая волна, распространяясь в атмосфере, испытывает многообразные изменения, обусловленные эффектами поглощения и рассеяния ее энергии газами и аэрозолями, явлениями молекулярного, комбинационного рассеяния, флюоресценции, флюктуаций показателя преломления среды, эффектом Доплера и др. [c.7]

Всю совокупность оптических методов определения скорости ветра в атмос(][)ере можно разбить на две группы. К первой группе относятся методы, основанные на извлечении информации о ветре из пространственно-временных характеристик флуктуаций интенсивности (см. гл. 5), ко второй — методы, основанные на эффекте Доплера. [c.236]

Эффект Доплера наблюдается в спектрах звезд, линии в которых сдвигаются в фиолетовую или красную сторону в зависимости от того, удаляется от звезды или приближается к ней во время измерения система отсчета, связанная с Землей. Орбитальная скорость Земли равна 3 10 м/сек, как и большинство скоростей в космосе, следовательно, и с л 10 . Эффекты второго порядка выходят за пределы точности оптических измерений. [c.15]

Резюмируя, можно сказать, что все оптические и электронные методы дают высоту и азимут объекта (или его положение на фотопластинке на фоне звездного неба). Расстояние от наблюдателя до объекта обычно не измеряется, если только не применяются радиолокационные устройства или специальная аппаратура, в которой используется эффект Доплера. Кроме того, фиксируется момент времени наблюдений. Это время приводится к всемирному времени, а затем, как правило, к местному звездному времени (если оно не использовалось с самого начала). [c.67]

Ч.— В. и. явл. примером оптики сверхсветовых скоростей и имеет принципиальное значение. Ч.— В. и. экспериментально и теоретически изучено не только в оптически изотропных средах, но и в кристаллах, теоретически рассмотрено излучение электрич. и магн. диполей и мультиполей. Ожидаемые св-ва излучения движущегося магн. заряда были использованы для поисков магнитного монополя. Рассмотрено излучение ч-цы в канале внутри среды (напр., излучение пучка ч-ц внутри волновода) и др. Новые особенности приобретает Доплера эффект в среде появляются т. н. аномальный и сложный Доплера эффекты. Можно полагать, что всякая система ч-ц, способная взаимодействовать с эл.-маги. полем, будет излучать свет за счёт своей кинетич. энергии, если её скорость превышает фазовую скорость света. [c.851]

Экспериментальное подтверждение оптического эффекта Доплера. Впервые экспериментально существова-ние эффекта Доплера в оптике было подтверждено астрономическими наблюдениями. После открытия спектрального анализа и установления тождественности химических элементов на Земле и небесных телах была высказана идея, что в результате эффекта Доплера должно происходить смещение спектральных линий в излучении звезд. Первые надежные данные по доплеровскому смещению линий водорода в спектре Сириуса были получены путем сравнения их положения с соответствующими линиями в газоразрядной трубке (трубка Гейс-сле1)а). Следует подчеркнуть, что измерением доплеровского смещения линий в спектрах звезд, строго говоря, нельзя проверить эффект Доплера, так как нет возмож- [c.219]

Хотя астрофизическими наблюдениями удалось подтвердить при.мепимость эффекта Доплера к свету, идущему от небесных тел, необходимо было проверить его в лабораторных условиях. Первые лабораторные опыты по проверке оптического эффекта Доплера принадлежат Белопольскому (1900). [c.219]

Завершает изложение основ электромагнитной теории света рассмотрение оптических экспериментов с движущимися телами. Здесь кратко охарактеризованы экспериментальные основания специальной теории относительности и проанализированы следствий гюстулатов Эйнштейна, позволяющие полностью истолковать все корректные опыты, как предшествовавшие созданию этой фундаментальной теории, так и выполненные во второй половине XX в. Подробно рассмотрены приложения эффекта Доплера, позволяющие выявить особенности оптических. экспериментов и невозможность использования гипотетического эфира даже в качестве системы отсчета. [c.8]

Таким образом, фактически здесь исследуются экспериментальные основания этой фундаментальной теории. Изложение теории относительности весьма краткое и предельно упрощено. Мы коснулись только тех проблем, которые необходимы для понимания приложений в оптике. Вместе с тем более полно охарактеризованы применения специальной теории относительности для истолкования ряда оптических явлений. В частности, подробно исследованы следствия эффекта Доплера, а также опыты Саньяка, заложившего основы современной лазерной гирометрии. [c.363]

Перейдем к исследованию того, как проявляется эффект Доплера при оптических экспериментах. Прежде всего укажем, что следует различать направленное и хаотическое движение излучающих частиц, в котором они могут одновременно участвовать. К сдвигу частоты и/с приводит лишь направленное движение ансамбля атомов, и прежде всего мы проана.чизируем те эксперименты, где проявляется именно этот иид движения. [c.388]

Несмотря на низкие энергетические характеристики, не позволяющие использовать Не — Ne-лазвр в термической и селективной технологии, он является самым распространенным газовым лазером. Причина такой популярности обусловлена прежде всего его уникальными спектральными характеристиками. Благодаря низкому давлению газа, ширина линии излучения Не — Ые-лазе-ра определяется эффектом Доплера и согласно (1.38) составляет 10 Гц. При характерных длинах лазера ( 10 см) расстояние между собственными частотами резонатора [см. (2.13)] составит также 10 Гц. Поэтому Не — Ne-лазср позволяет осуществлять одночастотную генерацию на одной продольной моде и обладает исключительно высокой монохроматичностью и стабильностью излучения (Av/vo 10 ). Эти качества, а также возможность генерации в видимом диапазоне длин волн делают Не — Ne-лазер незаменимым элементом во многих оптических устройствах, предназначенных для измерения расстояний, контроля размеров, лазерной связи и научных исследований. Очень часто Не — Ne-лазер используется в качестве вспомогательного оборудования для юстировки и визуализации положения луча в других лазерных системах. Большой интерес вызывают появившиеся в последнее время сведения о возможности эффективного использования Не — Ne-лазеров в медицине. [c.159]

В простейшем варианте метода атмосферный канал включается в одно из плеч трехзеркального внутрирезонаторного лазерного спектрометра. Причем в качестве третьего зеркала могут использоваться не только выносные отражатели, но и естественные топографические светорассеиваюндие объекты или подстилаюндая поверхность [23]. Более сложные варианты предполагают использование амплитудно-фазовой модуляции излучения на выходе зеркала связи (промежуточного зеркала) с последуюш,им синхронным детектированием [19, 29], а также реализацию лазерного внутрирезонаторного гетеродинирования путем свипирования частоты генерации в пределах контура линии усиления лазера с использованием эффекта Доплера при движении отражателя [5, 19, 31], как это осуш,ествляется при обычном (внерезонатор-ном) оптическом смешении опорного и отраженного полей. [c.204]

Для дистанционной регистрации акустических колебаний поверхности объекта контроля могут применяться оптические, СВЧ и акустические волны в воздухе с использованием эффектов интерференции и эффектов Доплера. Например, бесконтактное оптическое наблюдение за колебаниями поверхности контролируемого твердого тела осуществляется с помощью интерферометра. Луч лазера расщепляется полупрозрачным зеркалом на два луча, которые отражаются от неподвижного зеркала и изделия, поверхность которого колеблется под действием ультразвуковой волны. Лучи принимаются фотоумножителем. Чувствительность метода при приеме в 1000 раз меньше, чем при иммерсионном способе контроля. Кроме того, интерферометр - это довольно сложное, фомоздкое, чувствительное к вибрациям устройство. [c.227]

В этом выражении (которое является нерелятивистским аналогом формулы, описывающей изменение частоты фотона при эффекте Комптона) содержатся одновременно и эффект отдачи (передачи части энергии фотона nA ol тс электрону), и эффект Доплера изменения частоты рассеянного фотона v/ ). В интересующем нас нерелятивистском случае и с фотоном из оптического диапазона оба упомянутых эффекта малы. Действительно, если V тепловая скорость движения электрона при Т = 300 К, то и с Ю ", а Псо/тс 10 для Тгсо 1 эВ, так что изменение энергии эле с трона при однократном лобовом столкновении с фотоном весьма незначительно [c.67]

С этой точки зрения рассмотренные эксперименты могут служить еще одним подтверждением релятивистского эффекта Доплера (2.90). Уже в тридцатых годах Айвсу удалось проверить формулу (2.90) в оптических экспериментах (см. стр. 16, 49). Мандельберг и Виттен [151] повторили эксперимент Айвса, но уже с более высокой точностью. Для эффекта второго порядка они нашли эмпирическую формулу [c.349]

Ч.— В. н. является примером оптики сверхсветовых скоростей и имеет принципиальное значение, Ч.— В. и. экспериментально и теоретически изучено не только в оптически изотропных средах, но н в кристаллах, теоретически рассмотрено излучение электрич. и магн. диполей и мультиполей. Ожидаемые свойства излучения движущегося магн. заряда были использованы для поиска магнитного монапаля. Рассмотрено излучение частицы в канале внутри среды (напр., излучение пучка частиц внутри волновода) и др. Новые особенности приобретает Доплера эффект в среде появляются т. н. аномальный и сложный [c.449]

Метод оптического гетеродинирования развивался в работах [1, 5, 6, 15] как для решения прямой задачи исследования особенностей когерентного приема лазерного излучения, прошедшего атмосферу, так и для решения обратной задачи определения параметров среды. В соответствии с использовавшейся геометрией размеш,ения приемника и передатчика основными являются две схемы экспериментов локационная, в которой передатчик и приемник находятся в одном и том же пункте, а световой пучок проходит трассу дважды за счет отражения, и связная, когда передатчик и приемник находятся на противоположных концах трассы. В качестве опорного (гетеродинного) излучения в локационной схеме часто используют часть выходного излучения пе-редаюш,его ОКГ, отводимую с помош,ью светоделителя, с после-дуюш,им сдвигом частоты за счет продольного или поперечного доплер-эффекта. Благодаря этому приему удается обеспечить необходимую когерентность сигнального и опорного пучков. [c.66]

Благодаря малой плотности газа ширина спектр, линии обусловлена гл. обр. доплеровским уширением (см. Доплера эффект), величина к-рого мала. Это, а также применение ряда методов, использующих св-ва допле-ровски уширенной линии, позволяет достичь высокой стабильности частоты (см. Оптические стандарты частоты, Квантовые стандарты частоты). [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...