Как понимать справочные формулы Доплера.

[Dachnik]

Доплер наблюдал, что при приближении поезда тон сигнала повышался. Что слышал, то и описал.
В энциклопедиях пишут, что при приближении  источника к неподвижному приемнику, принимаемая частота повышается, а при удалении понижается. Обратите внимание, не повышенная, а повышается.
Соответственно рисовали кривую, которая при приближении к оси У повышалась, а при удалении понижалась.
   А А   А   А   А А  А  А  
Но в справочниках приводят формулу на истинности которой настаивал Ветер Перемен.
F = Fo/(1 - V/C)
Но при постоянных V и C это уравнение прямой параллельной оси Х, и когда поезд входил на расстояние слышимости, Доплер никакого повышения тона слышать не мог,  но он то слышал.
Вот пишут следующее

В 1842 Доплер теоретически обосновал зависимость частоты колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Это явление впоследствии было названо его именем (эффект Доплера). Основная причина эффекта Доплера - изменение числа волн, укладывающихся на пути распространения между источником и приемником.

Полная ахинея. Во первых Доплер обнаружил свой эффект эмпирически. А во вторых.
Рассмотрим неподвижный источник скорость звука от которого С и приемник , движущийся навстречу со скоростью V.
Очевидно, что скорость звука относительно приемника (C+V)
Частота, это скорость деленная  на длину волны.
F = (C+V)/L = C/L (1+V/C) = Fo*(1+V/C)
Формула  правильная, но причем тут количество волн умноженное на длину волны = расстоянию между источником и приемником. На любом расстоянии будет (С+V)
Но когда источник движется к неподвижному приемнику, тогда в дело вступает изменение расстояния. Скорость звука то, относительно приемника не меняется, остается С.
Если источник движется со скоростью 33 м/сек (119 км/час), то за секунду расстояние 330 метров уменьшится на 10%, а 33 километра на 0,1%, а на расстоянии 1000 световых лет при перемещении звезды за секунду?
А эффект Доплера то там наблюдается.
Давайте разберемся. Только не верьте инету, там релятивисты все выхолостили, а  БСЭ перевирают. Откройте старые печатные издания. Там увидите кривую, которую на форуме НиЖ считают графиком константы &/.

[Alexpo]

Доплер наблюдал, что при приближении поезда тон сигнала повышался. Что слышал, то и описал.
В энциклопедиях пишут, что при приближении  источника к неподвижному приемнику, принимаемая частота повышается, а при удалении понижается. Обратите внимание, не повышенная, а повышается.
Но в справочниках приводят формулу на истинности которой настаивал Ветер Перемен.
F = Fo/(1 - V/C)
Но при постоянных V и C это уравнение прямой параллельной оси Х, и когда поезд входил на расстояние слышимости, Доплер никакого повышения тона слышать не мог,  но он то слышал.

Опять вы , Михаил, свою путаную и неверную шарманку завели. Филологией вот только заниматься не надо. В физике говорят формулы.
Ветер Перемен правильно настаивал. Вот только надо четко понимать, что формула F = Fo/(1 - V/C) справедлива только в случае, когда источник движется прямо на приемник (приемник стоит на пути источника). В этом случае приемник будет принимать постоянную частоту, в частности, повышенную при приближении  источника (изменяться она не будет).

В случае эксперимента мистера Доплера это не так. Доплер не стоял на пути поезда , иначе бы поезд его переехал бы. Он стоял в стороне. А в этом случае указанная формула неверна. В нее должна входить уже не сама скорость источника, а ее проекция на направление на приемник.  Эта проекция изменяется при движении и соответственно   изменяется частота. Это и слышал Доплер и может услышать любой желающий.

Это все вместе с хорошо известной физикой процесса я вам уже давно объяснил. Зачем еще раз начинать по новой?

[Dachnik]

Опять вы , Михаил, свою путаную и неверную шарманку завели. Филологией вот только заниматься не надо. В физике говорят формулы.
Ветер Перемен правильно настаивал. Вот только надо четко понимать, что формула F = Fo/(1 - V/C) справедлива только в случае, когда источник движется прямо на приемник (приемник стоит на пути источника). В этом случае приемник будет принимать постоянную частоту, в частности, повышенную при приближении  источника (изменяться она не будет).
В случае эксперимента мистера Доплера это не так. Доплер не стоял на пути поезда , иначе бы поезд его переехал бы. Он стоял в стороне. А в этом случае указанная формула неверна. В нее должна входить уже не сама скорость источника, а ее проекция на направление на приемник.  Эта проекция изменяется при движении и соответственно   изменяется частота. Это и слышал Доплер и может услышать любой желающий.
Это все вместе с хорошо известной физикой процесса я вам уже давно объяснил. Зачем еще раз начинать по новой?

Я не начинаю по новой. Я даю сообщение в другом разделе с другим модератором.
У Вас не нашлось ни одного человека, который был бы знаком с Эффектом Доплера и знал бы, что такое проекция скорости на направление на приемник. Я и объяснял и картинки рисовал, все без толку. Надеюсь  тут положение изменится.
При движении источника к оси У (Приемник на оси У), когда вектор скорости V идет по оси Х, проекция скорости V
на ось источник-приемник уменьшается с единицы до нуля.
Вот формула справочника.
F = Fo/(1 - V*Cosa/C)
Берем V=0,5C На большом расстоянии источника от оси У угол а близок к нулю. Сos 0^о = 1
F = Fo/(1 - 0,5С/C) = 2Fo
Когда источник на оси У, угол а = 90^о     Сos 90^о = 0
F = Fo/(1 - V*0/C) = Fo
Это называется понижением частоты при приближении источника к приемнику.
Так что же слышал Доплер?

[Иван Горин]

Сообщение Дачнику.

Эффе́кт До́плера - отклонение частоты(периода) приёма от частоты(периода) передачи при изменении расстояния между приёмником и источником волн любой природы. Если расстояние между приёмником и источником не изменяется, то эффект Доплера отсутствует.

Дачник, при понимании физического смысла эффекта Доплера можно давать разные определения.
Я вижу, что ты не понимаешь, процесс при движении источника. При джижении приёмника ты всё правильно понял, и привёл правильные формулы. А при движении источника формулы тоже простые, если не заморачиваться определениями из школьных учебников физики.
Итак музыкант с абсолютным слухом стоит на неподвижном пероне. На движущейся платформе оркестр играет ноту ля (А) первой октавы частота Fo, период To.

Платформа приближается к музыканту со скоростью v. Поезд ещё далеко. Оркестр играет громко.

 Скорость распространения звука относительно движущейся платформы с оркестром в направлении к слухачу - музыканту с абсолютным слухом равна c'=c-v. Длина волны источника звука лямбда'=c'*To.
 Слухач воспринимает период колебаний в своей неподвижной среде со скоростью звука с=320 м/с. Итак период приёма ноты слухачом Tcл.=лямбда'/c=c'*To/c=(c-v)*To/c=To(1-ß). ß=v/c

Или Fприёма=1/Tcл.= Fo/(1-ß). Итак, слухач определяет повышенную ноту. Нота приёма не меняется во времени при приближении поезда.  Увеличивается только  амплитуда звука.

Чтобы поезд не сбил музыканта при приближении, он уже не стоит  на пути поезда, а сидит на лавочке при  вокзале, на расстоянии h от платформы. А сударь Доплер сидит рядом и пьёт пиво. Музыканту с абсолютным слухом пока не даёт пить. Слух может испортиться.

Г. Доплер спрашивает слухача, сто тот слышит. И слухач говорит, что нота меняется при приближении поезда, частота уменьшается. Доплер сказал, чтобы тот следил внимательно, и определил момент, когда будет точно нота Ля первой октавы. Слухач определил этот момент точно. Но этот момент не был тем, когда музыканты были точно перпендикулярны слухачу.

И после этого эксперимента была утверждена приблизительная формула для эффекта Доплера. Для нашего случая F=Fo/(1-ß*cos Ф), где Ф – угол между векторами приёма волны и направлением на источник.

Релятивистское определение -  Ф – угол между векторами скоростей  источника и приёмника. И в этом неверном определении появляется поперечный эффект. А это эффект разницы скоростей звука и света. Слухач видел поезд быстрее, чем к нему приходила звуковая волна.

Дачник не заморачивайся. Простой эффект Доплера, не такой простой. Мало кто это понимает. Многие путают  эффект Доплера с эффектом аберрации. А если V>C, то вообще труба. Вступает в силу закон. Последние будут первыми, а первые последними. Будет во всех случаях только красное смещение.
Я за свои 60 лет нашел только одного человека на Земле, который немного понимает эти вещи. Это ученый с головой, хоть и релятивист.
Полную формулу для эффекта Доплера я не привожу. Она сложная и для понимания, и в математике. И в принципе не нужна. При лямбда << расстояния до источника хорошо работает классическая формула. Не путать с формулой Замятина и Акимова. Их формулы определяют скорость волны относительно источника в зависимости от угла излучения, по отношению к источнику.

[Alexpo]

Вот формула справочника.
F = Fo/(1 - V*Cosa/C)
Берем V=0,5C На большом расстоянии источника от оси У угол а близок к нулю. Сos 0^о = 1
F = Fo/(1 - 0,5С/C) = 2Fo
Когда источник на оси У, угол а = 90^о     Сos 90^о = 0
F = Fo/(1 - V*0/C) = Fo
Это называется понижением частоты при приближении источника к приемнику.
Так что же слышал Доплер?

Вы смешиваете две вещи. При приближении источника к приемнику всегда F>F0 это и есть повышение частоты, предсказанное эффектом Доплера. При движении источника точно на приемник F = const, при движении мимо источника F меняется, уменьшаясь до F0 в момент , когда проекция скорости равна 0 (переход от приближения к удалению), но оставаясь все время больше F0.

Современная теория эффекта Д. описывает правильно как физику процесса,  так и количественные значения. Все формулы верны. В чем проблема?

[Dachnik]

quote author=Иван Горин link=topic=242510.msg2792517#msg2792517 date=1337803615]
Сообщение Дачнику.
Я вижу, что ты не понимаешь, процесс при движении источника. [/quote]
Смысл Этой фразы я понимаю, но позвольте и мне  выразить свое непонимание Вашему "пониманию". Вы пишите.

Платформа приближается к музыканту со скоростью v. Поезд ещё далеко.  
 Скорость распространения звука относительно движущейся платформы с оркестром в направлении к слухачу - музыканту с абсолютным слухом равна c'=c-v. Длина волны источника звука лямбда'=c'*To.
 Слухач воспринимает период колебаний в своей неподвижной среде со скоростью звука с=320 м/с. Итак период приёма ноты слухачом Tcл.=лямбда'/c=c'*To/c=(c-v)*To/c=To(1-ß). ß=v/c

Ставим в голове платформы источник. В хвосте, на расстоянии длины  одной целой волны ставим приемник. Например, при частоте 33 герц на расстоянии  10 м.
Скорость волны и вперед и назад в воздухе равна С.
Скорость назад относительно рельс равна (С-V)
Но приемник движется навстречу со скоростью V.
Итого скорость звука относительно приемника
(C-V)+V = C
Это означает, что в системе источник-приемник, скорость звука относительно приемника не зависит от скорости платформы.
Относительно источника, скорость звука равна С по определению.
Расстояние между источником и приемником не меняется.
Отсюда Т всегда равно То.
Да  не заморачивайтесь Вы с этим.
Есть вопрос по проще.
Загляните в интернет. Везде говорится, что эффект Доплера из-за изменения  количества целых волн между источником и приемником, то есть из-за изменения расстояния.
А потом подумайте как меняется расстояние в тысячи световых лет при движении звезды. Причем за секунды наблюдения.
 

[Dachnik]

Вы смешиваете две вещи. При приближении источника к приемнику всегда F>F0 это и есть повышение частоты, предсказанное эффектом Доплера. При движении источника точно на приемник F = const, при движении мимо источника F меняется, уменьшаясь до F0 в момент , когда проекция скорости равна 0 (переход от приближения к удалению), но оставаясь все время больше F0.

Современная теория эффекта Д. описывает правильно как физику процесса,  так и количественные значения. Все формулы верны. В чем проблема?

Проблема в официальных формулах. Я показываю на альтернативном разделе, что  формула при движении источника к приемнику не соответствует наблюдениям Доплера
Вы же,  повторяете измышления релятивистов типа

...повышение частоты, предсказанное эффектом Доплера.

Доплер ничего не предсказывал. Он его наблюдал и описал.

....уменьшаясь до F0 в момент , когда проекция скорости равна 0 (переход от приближения к удалению), но оставаясь все время больше F0.

Вы полагаете что
Fo/(1 - 0/C) > Fo
А в релятивистской формуле

При углу 90^о, частота вообще уменьшается. Знаменатель единица, числитель меньше единицы.

[Alexpo]

Проблема в официальных формулах.

Абсолютно никаких проблем. Проблема в вашем непонимании. Но это уже ваша личная проблема. К физике это отношения не имеет.

Вы полагаете чтоFo/(1 - 0/C) > Fo

Я полагаю, что Fo/(1 - 0/C) = Fo, поскольку в этот момент нет ни приближения ни удаления.

[Alexpo]

А в релятивистской формуле

При углу 90^о, частота вообще уменьшается. Знаменатель единица, числитель меньше единицы.

Правильно. Это и именуется поперечным эффектом Доплера.
Но это отдельный разговор, поскольку там вступает в действие помимо скорости еще и фактор замедления времени. Заметить этот эффект можно только при больших скоростях. Наличие этого эффекта и служит одним из аргументов в пользу СТО, поскольку из классической физики он получен быть не может.

[Dachnik]

Правильно. Это и именуется поперечным эффектом Доплера.
Но это отдельный разговор, поскольку там вступает в действие помимо скорости еще и фактор замедления времени. Заметить этот эффект можно только при больших скоростях. Наличие этого эффекта и служит одним из аргументов в пользу СТО, поскольку из классической физики он получен быть не может.

Доказательства для СТО напоминают мне судейскую практику. Отловят бедолагу. Поимеют массу
доказательств.   Казнят, а потом и Чикатилу отловят.
Но можно задать вопрос.
Вот пишут во всех источниках, что причиной эффекта Доплера является изменение количества волн между источником и приемником, то есть изменение расстояния между ними.
Для движения приемника это чушь, а вот для источника, это точно причина. Да и Доплер именно об  этом и писал. Только в формуле изменения расстояния нет. Ну да ладно.
Вопрос. Как может сказаться перемещение звезд  в секунды наблюдения на расстояниях в тысячи световых лет.
А эффект то Доплера наблюдается Online

[Иван Горин]

quote author=Иван Горин link=topic=242510.msg2792517#msg2792517 date=1337803615]
 В хвосте, на расстоянии длины  одной целой волны ставим приемник. Например, при частоте 33 герц на расстоянии  10 м.

В этом случае расстояние между источником и приёмником не изменяется. Действительно эффект Доплера будет нулевой.
В опыте Доплера приёмник был неподвижный, а источник двигался.

[Иван Горин]

Скорость назад относительно рельс равна (С-V)
Но приемник движется навстречу со скоростью V.
Итого скорость звука относительно приемника
(C-V)+V = C

Это некорректные выводы, хотя результат правильный.

Скорость волны назад относительно рельс равна (C+V)
Длина волны, создаваемая источником, назад к приёмнику L=(C+V)/Fo
Скорость приёмы волны приёмником Cпр.=(C+V)
Частота приёма Fпр.=Cпр./L=Fo

[Иван Горин]

Да  не заморачивайтесь Вы с этим.
Есть вопрос по проще.
Загляните в интернет. Везде говорится, что эффект Доплера из-за изменения  количества целых волн между источником и приемником, то есть из-за изменения расстояния.
А потом подумайте как меняется расстояние в тысячи световых лет при движении звезды. Причем за секунды наблюдения.
 

Поменьше верьте интернету, приобретайте больше знания и опыт.

Да пусть звезда будет на любом расстоянии. Если будет изменяться расстояние от звезды до Земли, то эффект не будет нулевым.
Для измерения эффекта достаточно и одной секунды. Какие проблемы? Что тебя смущает?

[Иван Горин]

Дачнику.
V=dS/dt - изменение расстояния.
Если звезда находится на расстоянии 1000 св. лет. То мы принимаем волны, которые излучила звезда 1000 лет тому назад. Если звезда погасла 500 лет тому назад, то мы ещё 500 лет будем принимать от неё волны.
Сейчас, надеюсь, всё понятно.
А вот приведённая тобой, релятивистская формула эффекта Доплера, действительна для случая удаления источника. И угол  θ - угол между вектором скорости источника и направлением на приёмник. V cos(θ)  - относительная радиальная скорость источника и приёмника.

[Alexpo]

А вот приведённая тобой, релятивистская формула эффекта Доплера, действительна для случая удаления источника. И угол  θ - угол между вектором скорости источника и направлением на приёмник. V cos(θ)  - относительная радиальная скорость источника и приёмника.

Релятивистская формула эффекта Доплера, действительна и для случая удаления источника и для случая приближения. Все определяется углом.

[Alexpo]

Вот пишут во всех источниках, что причиной эффекта Доплера является изменение количества волн между источником и приемником, то есть изменение расстояния между ними.
Для движения приемника это чушь, а вот для источника, это точно причина. Да и Доплер именно об  этом и писал. Только в формуле изменения расстояния нет. Ну да ладно.

Я не знаю, где вы всякую хрень находите    +@>
По определению:
http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1127.html
ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ - изменение частоты колебаний или длины волны , воспринимаемой наблюдателем при движении источника колебаний и наблюдателя друг относительно друга.

Поэтому в формулу входит именно характеристика движения - скорость. е

Вопрос. Как может сказаться перемещение звезд  в секунды наблюдения на расстояниях в тысячи световых лет.
А эффект то Доплера наблюдается Online

Так ведь движение звезды влияет на расстояние между максимумами волны (частоту), которая излучается. А дальше эта волна может бежать хоть тысячи световых лет.   На всем протяжении будет регистрироваться эффект Доплера. Ведь он возник при излучении, дальнейшее распространение его не меняет.

[Dachnik]

Я не знаю, где вы всякую хрень находите   +@>
По определению:
http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1127.html
ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ - изменение частоты колебаний или длины волны , воспринимаемой наблюдателем при движении источника колебаний и наблюдателя друг относительно друга.
Поэтому в формулу входит именно характеристика движения - скорость. е

Извините Алекспо, но хрень нашли именно Вы.
А я предупреждал в исходном посту, что не надо всегда верить инету, зачастую там целые энциклопедии составляют прохиндеи от науки.
Наберите БСЭ эффект Доплера .

Доплера эффект, изменение частоты колебаний или длины волн, воспринимаемых наблюдателем (приёмником колебаний), вследствие движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Д. э. имеет место при любом волновом процессе распространения энергии. Основная причина Д. э. — изменение числа волн, укладывающихся на пути распространения между источником и приёмником. При сохранении длины волн, испускаемых источником, это приводит к изменению числа волн, достигающих приёмника в каждую секунду, т.е. к изменению частоты принимаемых колебаний.

Дальнейшее прокомментируйте сами, исходя из вышеизложенного.

Так ведь движение звезды влияет на расстояние между максимумами волны (частоту), которая излучается. А дальше эта волна может бежать хоть тысячи световых лет.   На всем протяжении будет регистрироваться эффект Доплера. Ведь он возник при излучении, дальнейшее распространение его не меняет.

[В.И.Костицын]

Это тяжелый случай.
Тут начинать следует не с эффекта Доплера, а с определения волны и ее параметров.

[Иван Горин]

Релятивистская формула эффекта Доплера, действительна и для случая удаления источника и для случая приближения. Все определяется углом.

Согласен.
Но понимают ли это другие специалисты? Но это их проблемы.
Но релятивистский коэффициент должен стоять в знаменателе. Могу доказать это из уравнений Эйнштейна-Лоренца. Думаю в этом нет необходимости. Моё доказательство уже было в теме Чавраги, почему его не понимает Секерин.
А Вы согласны с моим определением релятивистского угла θ?

[Alexpo]

А я предупреждал в исходном посту, что не надо всегда верить инету, зачастую там целые энциклопедии составляют прохиндеи от науки.
Наберите БСЭ эффект Доплера . Дальнейшее прокомментируйте сами, исходя из вышеизложенного.

Я вам дал ссылку на пятитомную физическую энциклопедию. Классическое профессиональное издание, которому можно доверять. У меня такое в бумажном варианте есть. Любопытно, что авторов статьи: М. А. Миллера, Ю. М. Сорокина, Н. С. Степанова я знаю лично, хотя и шапочно
Очень большие профессионалы.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D1%80,_%D0%9C%D0%B8%D1%85%D0%B0%D0%B8%D0%BB_%D0%90%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%84%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87

В общей энциклопедии БСЭ  предпринята не слишком удачная попытка донести до людей смысл эффекта, хотя там, разумеется, говорится тоже, что и у меня. Просто в фраза "изменение числа волн, укладывающихся на пути распространения между источником и приёмником" некорректна, поскольку путь распространения = расстояние непрерывно меняется. Тут тогда надо добавлять  , что "если бы оно не менялось". А оно меняется. В общем ерунда. Эта формулировка эквивалентна "изменению длины волны при движении источника", просто и понятно но автор хотел объяснить это еще проще и....  неудачно. Это подтверждается тем, что у вас это вызвало неверные выводы.

Определение "хрень" относится ко всему вашему рассуждению и выводу о том, что в формулу должно входить расстояние. Это - ерунда. Эффект связан с изменением расстояния, т.е. скоростью. Скорость и входит  в формулы. Хоть в БСЭ, хоть где угодно.

Фраза " При сохранении длины волн, испускаемых источником" соответствует случаю движения приемника. Так и надо было писать в БСЭ, а не мудрить.  

Так что моя фраза остается без изменений. В ней все правильно  &/

Так ведь движение звезды влияет на расстояние между максимумами волны (частоту), которая излучается. А дальше эта волна может бежать хоть тысячи световых лет.   На всем протяжении будет регистрироваться эффект Доплера. Ведь он возник при излучении, дальнейшее распространение его не меняет.