Если источник звука и наблюдатель движутся друг относительно друга, частота звука, воспринимаемого наблюдателем, не совпадает с частотой источника звука. Это явление носит название эффекта Доплера (1842 г.). Звуковые волны распространяются в воздухе (или другой однородной среде) с постоянной скоростью, которая зависит только от свойств среды. Однако, длина волны и частота звука могут существенно изменяться при движении источника звука и наблюдателя. Рассмотрим простой случай, когда скорость источника vИ и скорость наблюдателя vН относительно среды направлены вдоль прямой, которая их соединяет. За положительное направление для vИ и vН можно принять направление от наблюдателя к источнику. Скорость звука v всегда считается положительной.
|
| Рисунок 1. Эффект Доплера. Случай движущегося наблюдателя. Последовательные положения наблюдателя показаны через период TН звука, воспринимаемого наблюдателем. |
Рис. 1 иллюстрирует эффект Доплера в случае движущегося наблюдателя и неподвижного источника. Период звуковых колебаний, воспринимаемых наблюдателем, обозначен через TН. Из рис. 1 следует:
| vНTН + vTН = λ. |
Принимая во внимание 
и 
получим:
|
Если наблюдатель движется в направлении источника (vН > 0), то fН > fИ, если наблюдатель движется от источника (vН < 0), то fН < fИ.
 |
| Рисунок 2. Эффект Доплера. Случай движущегося источника. Последовательные положения источника показаны через период T звука, излучаемого источником. |
На рис. 2 наблюдатель неподвижен, а источник звука движется с некоторой скоростью vИ. В этом случае согласно рис. 2 справедливо соотношение:
| vt + vИT = v(t – T) + λ или (vИ + v)T = λ, |
где 
и 
Отсюда следует:
|
Если источник удаляется от наблюдателя, то vИ > 0 и, следовательно, fН < fИ. Если источник приближается к наблюдателю, то vИ < 0 и fН > fИ. В общем случае, когда и источник, и наблюдатель движутся со скоростями vИ и vН, формула для эффекта Доплера приобретает вид:
|
Это соотношение выражает связь между fН и fИ. Скорости vИ и vН всегда измеряются относительно воздуха или другой среды, в которой распространяются звуковые волны. Это так называемый нерелятивистский Доплер-эффект. В случае электромагнитных волн в пустоте (свет, радиоволны) также наблюдается эффект Доплера. Так как для распространения электромагнитных волн не требуется материальная среда, можно рассматривать только относительную скорость v источника и наблюдателя. Выражение для релятивистского Доплер-эффекта имеет вид
 |
где c – скорость света. Когда v > 0, источник удаляется от наблюдателя и fН < fИ, в случае v < 0 источник приближается к наблюдателю, и fН > fИ. Доплер-эффект широко используется в технике для измерения скоростей движущихся объектов («доплеровская локация» в акустике, оптике и радио).
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
