Fizik

Doppler Etkisi Nedir, Ne İşimize Yaramaktadır?

Yanımızdan hızla ambulans geçerken siren sesinin nasıl değiştiğini hepimiz duymuşuzdur. Yaklaşan bir sirenin perdesi yükselir, araç uzaklaşırken de düşer. Sesin tonundaki bu değişime, 1842’de keşfeden matematikçi ve gökbilimci Christian Doppler‘in adından hareketle doppler etkisi ya da dopler kayması denir.

Doppler etkisi ses dalgalarının üst üste binmesinden ya da aralarının açılmasından kaynaklanır. Duyduğunuz sesin perdesini, sesin frekansı ya da saniyede kaç dalga olduğu belirler. Sirenin frekansı değişmez ama ambulans size yaklaştıkça aynı sayıda dalga, giderek küçülen bir aralığa sıkışır. Bu da işittiğiniz ses dalgalarının frekansını artırır, o yüzden sesin perdesi daha yüksek (yani tiz) gelir. Ambulans uzaklaşırken de ses dalgaları giderek artan bir mesafeye yayılır, frekans ve dolayısıyla sesin perdesi de düşer (ses pesleşir).

Doppler etkisini daha iyi anlayabilmek için bir deney tasarlayalım. Size doğru yaklaşan bir arabadan her 3 saniyede bir, size doğru bir top atılıyor olsun. Araba size doğru yaklaştıkça topların size varış süresi biraz daha kısalacaktır çünkü her yeni atış bir öncekine göre daha yakından yapılacağı için topun havada harcadığı süre kısalacaktır. Dolayısıyla topu yakalayana göre topların geliş aralıkları daralacaktır.

Aynı biçimde araba uzaklaşmaya başladığında ise topların varış aralığı arttığı için her top bir öncekine göre havada daha çok zaman harcayacaktır. Bu nedenle de topların zaman aralıkları artacaktır.

Doppler etkisi birbirine göre hareket eden nesnelerde gözlemlenir. İlerleyen arabadaki topu atan kişi siz olsaydınız sonuçta topun atış aralıkları elbette sizin için eşit olacaktı. Bana ne doppler etkisinden demeyelim. Bu etkinin aslında gündelik hayatımızda kullanıldığı bir çok yöntem vardır.

Doppler Etkisi Yardımı İle Hız Ölçümü

Günlük hayatta Doppler etkisinin en faydalı olduğu alansa hareket hızının belirlenmesidir. Eğer kaynaktan yayılan ve gözlemlenen dalganın özellikleri biliniyorsa kaynağın ve gözlemcinin birbirine göre hangi hızla hareket ettikleri hesaplanabilir. Örneğin taşıtların hızlarını ölçmek
için kullanılan radarlarda Doppler etkisinden yararlanılır. Radardan yayılan dalgalar hareket halindeki araca çarparak geri döner. Yayılan dalgaların frekansıyla geri dönen dalgaların frekansı arasındaki farka bakarak aracın hızı hesaplanır. Tıpta da kanın akış hızının ölçülmesinde yine bu etkiden faydalanılır.

Gezegenlerin Uzaklığını Ölçme

Ses, ışık, elektromanyetik fark etmeksizin her türlü dalga türü için geçerli olan Doppler etkisi gökbilim hesaplamalarında da aktif olarak kullanılır. Bir gök cisminin Dünya’ya yaklaşma ya da Dünya’dan uzaklaşma hızını hesaplamak için o cisimden Dünya’ya ulaşan ışık analiz edilir. Gök cismindeki atomlardan yayılarak Dünya’ya ulaşan ışığın tayfıyla aynı
atomlardan yeryüzünde yayılan ışığın tayfı karşılaştırılarak gök cisminin Dünya’ya göre hızı hesaplanır.

Doppler zamanında buluşunun gelecek kuşakların işine yarayacağını öngörmüş olsa da bu kadarını muhtemelen kendisi de bu kadarını düşünememiştir.

Konu hakkında daha kapsamlı bilgi almak isterseniz aşağıdaki videoya incelemenizi öneririz. https://www.khanacademy.org.tr/fen-bilimleri/fizik/osilasyon,-mekanik-dalgalar-ve-ses/doppler-etkisi/

Matematiksel

Sibel Çağlar

7 yıl Kadıköy Anadolu Lisesinin devamında lisans eğitimimi Marmara Üniversitesi İng. Matematik öğretmenliği üzerine tamamladım. Devamında 20 yıl çeşitli özel eğitim kurumlarında matematik öğretmenliği ve eğitim koordinatörlüğü yaptım. 2015 yılında matematiksel.org web sitesini kurdum. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.