Mávať - ide o jav šírenia sa v priestore v čase zmeny (poruchy) fyzikálnej veličiny, ktorá so sebou nesie energiu.
Bez ohľadu na povahu vlny, prenos energie nastáva bez prenosu hmoty; to druhé môže len vzniknúť vedľajším účinkom. Prenos energie- zásadný rozdiel medzi vlnami a kmitmi, pri ktorých dochádza len k „miestnym“ premenám energie. Vlny sú spravidla schopné prekonať značné vzdialenosti od miesta svojho pôvodu. Z tohto dôvodu sa vlny niekedy označujú ako „ vibrácie oddelené od žiariča».
Vlny možno klasifikovať
Svojou povahou:
Elastické vlny - vlny šíriace sa v kvapaline, pevnej látke a plyne rôzne prostredia ah v dôsledku pôsobenia elastických síl.
Elektromagnetické vlny- šíriaci sa v priestore porucha (zmena skupenstva) elektromagnetického poľa.
Vlny na povrchu kvapaliny- zaužívaný názov pre rôzne vlny, ktoré sa vyskytujú na rozhraní medzi kvapalinou a plynom alebo kvapalinou a kvapalinou. Vlny na vode sa líšia v základnom mechanizme kmitania (kapilárne, gravitačné atď.), čo vedie k rôznym zákonitostiam rozptylu a v dôsledku toho k odlišnému správaniu týchto vĺn.
Vzhľadom na smer oscilácie častíc média:
Pozdĺžne vlny -častice média oscilujú paralelný v smere šírenia vĺn (ako napr. v prípade šírenia zvuku).
Priečne vlny -častice média oscilujú kolmý smer šírenia vĺn (elektromagnetické vlny, vlny na separačných plochách médií).
a - priečny; b - pozdĺžne.
zmiešané vlny.
Podľa geometrie čela vlny:
Vlnová plocha (čelo vlny) je miestom bodov, do ktorých porucha zasiahla daný časový okamih. V homogénnom izotropnom prostredí je rýchlosť šírenia vlny vo všetkých smeroch rovnaká, čo znamená, že všetky body čela oscilujú v jednej fáze, čelo je kolmé na smer šírenia vĺn a hodnoty oscilačnej veličiny vo všetkých bodoch prednej časti sú rovnaké.
plochý vlnovo - fázové roviny sú kolmé na smer šírenia vlny a navzájom rovnobežné.
guľovitý vlna - povrch rovnakých fáz je guľa.
Valcový vlna - povrch fáz pripomína valec.
Špirála vlna - vzniká, ak sa guľový alebo valcový zdroj / zdroje vlny v procese žiarenia pohybuje po určitej uzavretej krivke.
rovinná vlna
Vlna sa nazýva plochá, ak jej vlnové plochy sú roviny navzájom rovnobežné, kolmé na fázovú rýchlosť vlny. = f(x, t)).
Uvažujme rovinnú monochromatickú (jednofrekvenčnú) sínusovú vlnu šíriacu sa v homogénnom prostredí bez útlmu pozdĺž osi X.
,Kde
Fázová rýchlosť vlny je rýchlosť povrchu vlny (predná časť),
- amplitúda vlny - modul maximálnej odchýlky meniacej sa hodnoty od rovnovážnej polohy,
– cyklická frekvencia, T – perióda oscilácií, – frekvencia vĺn (podobne ako pri osciláciách)
k - vlnové číslo, má význam priestorovej frekvencie,
Ďalšou charakteristikou vlny je vlnová dĺžka m, to je vzdialenosť, cez ktorú sa vlna šíri počas jednej periódy kmitania, má význam priestorovej periódy, je to najkratšia vzdialenosť medzi bodmi kmitajúcimi v jednej fáze. 
r 
Vlnová dĺžka súvisí s vlnovým číslom vzťahom , ktorý je podobný časovému vzťahu
Vlnové číslo súvisí s cyklickou frekvenciou a rýchlosťou šírenia vlny
X
r
r 
Obrázky znázorňujú oscilogram (a) a snímku (b) vlny s vyznačenými časovými a priestorovými periódami. Na rozdiel od stacionárnych oscilácií majú vlny dve hlavné charakteristiky: časovú periodicitu a priestorovú periodicitu.
Všeobecné vlastnosti vĺn:
Vlny nesú energiu.
2. Vlny vyvíjajú tlak na telesá (majú hybnosť).
3. Rýchlosť vlnenia v prostredí závisí od frekvencie vlnenia - disperzie.Tedy vlny rôzne frekvencie sa šíria v rovnakom prostredí rôznymi rýchlosťami (fázová rýchlosť). 
4. Vlny sa ohýbajú okolo prekážok - difrakcia.
K difrakcii dochádza, keď je veľkosť prekážky porovnateľná s vlnovou dĺžkou.
5. Na rozhraní medzi dvoma médiami sa vlny odrážajú a lámu.
Uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu a pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je pre tieto dve prostredia konštantná hodnota.
6. Keď sú koherentné vlny superponované (fázový rozdiel týchto vĺn v ktoromkoľvek bode je konštantný v čase), interferujú - vytvára sa stabilný obrazec interferenčných miním a maxím. 
Vlny a zdroje, ktoré ich vzrušujú, sa nazývajú koherentné, ak fázový rozdiel vĺn nezávisí od času. Vlny a zdroje, ktoré ich vzrušujú, sa nazývajú nekoherentné, ak sa fázový rozdiel vĺn mení s časom.
Rušiť môžu iba vlny rovnakej frekvencie, v ktorých dochádza k osciláciám v rovnakom smere (t. j. koherentné vlny). Rušenie môže byť buď stacionárne alebo nestacionárne. Len koherentné vlny môžu poskytnúť stacionárny interferenčný vzor. Napríklad dve sférické vlny na povrchu vody, šíriace sa z dvoch koherentných bodových zdrojov, vytvoria pri interferencii výslednú vlnu. Predná strana výslednej vlny bude guľa.
Keď vlny zasahujú, ich energie sa nesčítavajú. Interferencia vĺn vedie k prerozdeleniu energie oscilácií medzi rôzne blízko seba umiestnené častice média. To nie je v rozpore so zákonom zachovania energie, pretože v priemere pre veľkú oblasť priestoru sa energia výslednej vlny rovná súčtu energií rušivých vĺn.
Keď sú nekoherentné vlny superponované, priemerná hodnota druhej mocniny amplitúdy výslednej vlny sa rovná súčtu druhej mocniny amplitúd superponovaných vĺn. Energia výsledných kmitov každého bodu prostredia sa rovná súčtu energií jeho kmitov, v dôsledku všetkých nesúvislých vĺn oddelene.
7. Vlny sú absorbované médiom. So vzdialenosťou od zdroja sa amplitúda vlny znižuje, pretože energia vlny sa čiastočne prenáša do média.
8. Vlny sú rozptýlené v nehomogénnom prostredí.
Rozptyl - poruchy vlnových polí spôsobené nehomogenitami média a rozptylovými predmetmi umiestnenými v tomto médiu. Intenzita rozptylu závisí od veľkosti nehomogenít a frekvencie vlny.
mechanické vlny. Zvuk. Zvuková charakteristika .
Mávať- porucha šíriaca sa v priestore.
Všeobecné vlastnosti vĺn:
niesť energiu;
mať hybnosť (vyvíjať tlak na telá);
na rozhraní dvoch médií sa odrážajú a lámu;
absorbované prostredím;
difrakcia;
rušenie;
disperzia;
Rýchlosť vĺn závisí od média, ktorým vlny prechádzajú.
Mechanické (elastické) vlny.
Špeciálny prípad mechanických vĺn - vlny na povrchu kvapaliny, vlny, ktoré vznikajú a šíria sa pozdĺž voľného povrchu kvapaliny alebo na rozhraní dvoch nemiešateľných kvapalín. Vznikajú pod vplyvom vonkajší vplyv, v dôsledku čoho je povrch kvapaliny odstránený z rovnovážneho stavu. V tomto prípade vznikajú sily, ktoré obnovujú rovnováhu: sily povrchového napätia a gravitácie.
Mechanické vlny sú dvoch typov
Pozdĺžne vlny sprevádzané ťahovými a tlakovými deformáciami sa môžu šíriť v akomkoľvek elastickom prostredí: plynoch, kvapalinách a pevných látkach. Priečne vlny sa šíria v tých prostrediach, kde vznikajú elastické sily pri šmykovej deformácii, t.j. v pevných látkach.
Pre prax sú veľmi zaujímavé jednoduché harmonické alebo sínusové vlny. Rovnica rovinnej sínusovej vlny je:
- takzvaný vlnové číslo ,
– kruhová frekvencia ,
A - amplitúda oscilácie častíc.
Obrázok ukazuje "snímky" priečnej vlny v dvoch časových bodoch: t a t + Δt. Počas času Δt sa vlna posunula pozdĺž osi OX o vzdialenosť υΔt. Takéto vlny sa nazývajú putujúce vlny.
Vlnová dĺžka λ je vzdialenosť medzi dvoma susednými bodmi na osi OX, oscilujúcimi v rovnakých fázach. Vzdialenosť rovnajúca sa vlnovej dĺžke λ, vlna prechádza periódou T, preto
λ = υT, kde υ je rýchlosť šírenia vlny.
Pre akýkoľvek vybraný bod na grafe vlnového procesu (napríklad pre bod A) sa x-ová súradnica tohto bodu mení v priebehu času t a hodnota výrazu ωt – kx nemení. Po časovom intervale Δt sa bod A bude pohybovať pozdĺž osi OX o určitú vzdialenosť Δx = υΔt. Preto: ωt – kx = ω(t + Δt) – k(x + Δx) = konšt. alebo ωΔt = kΔx.
To znamená:
Putujúca sínusová vlna má teda dvojitú periodicitu – v čase a priestore. Časová perióda sa rovná perióde oscilácií T častíc média, priestorovej perióde rovná dĺžke vlny λ. Vlnopočet je priestorový analóg kruhovej frekvencie.
Zvuk.
Akýkoľvek oscilačný proces je opísaný rovnicou. Bol tiež odvodený pre zvukové vibrácie:
Základné charakteristiky zvukových vĺn
|
Subjektívne vnímanie zvuku (hlasitosť, výška tónu, farba) |
Objektívne fyzikálne vlastnosti zvuku (rýchlosť, intenzita, spektrum) |
Rýchlosť zvuku v akomkoľvek plynnom médiu sa vypočíta podľa vzorca:
β - adiabatická stlačiteľnosť média,
ρ - hustota.
Aplikácia zvuku
Echosonary používané pod vodou sa nazývajú sonary alebo sonary (názov sonar je odvodený od začiatočných písmen troch anglické slová: zvuk - zvuk; navigácia - navigácia; rozsah - rozsah). Sonary sú nevyhnutné pre štúdium morského dna (jeho profilu, hĺbky), pre detekciu a štúdium rôznych objektov pohybujúcich sa hlboko pod vodou. S ich pomocou sa dajú ľahko odhaliť jednotlivé veľké predmety alebo zvieratá, ako aj kŕdle malých rýb alebo mäkkýšov.
Vlny ultrazvukových frekvencií sú široko používané v medicíne v diagnostické účely. Ultrazvukové skenery umožňujú vyšetrenie vnútorné orgány osoba. Ultrazvukové žiarenie je pre človeka menej škodlivé ako röntgenové žiarenie.
Elektromagnetické vlny.
Ich vlastnosti.
elektromagnetická vlna je elektromagnetické pole šíriace sa v priestore v čase.
Elektromagnetické vlny môžu byť vybudené iba rýchlo sa pohybujúcim nábojom.
Existenciu elektromagnetických vĺn teoreticky predpovedal veľký anglický fyzik J. Maxwell v roku 1864. Navrhol nový výklad zákona elektromagnetická indukcia Faraday a svoje myšlienky ďalej rozvíjal.
Akákoľvek zmena magnetického poľa vytvára vír v okolitom priestore. elektrické pole, časovo premenné elektrické pole generuje magnetické pole v okolitom priestore.
Obrázok 1. Striedavé elektrické pole vytvára striedavé magnetické pole a naopak
Vlastnosti elektromagnetických vĺn na základe Maxwellovej teórie:
Elektromagnetické vlny priečne – vektory a sú na seba kolmé a ležia v rovine kolmej na smer šírenia.
Obrázok 2. Šírenie elektromagnetickej vlny
Elektrické a magnetické pole pri zmene postupujúcej vlny v jednej fáze.
Vektory v postupujúcej elektromagnetickej vlne tvoria takzvaný pravý triplet vektorov.
Kmity vektorov a vyskytujú sa vo fáze: v rovnakom časovom okamihu, v jednom bode priestoru, dosahujú projekcie sily elektrického a magnetického poľa maximum, minimum alebo nulu.
Elektromagnetické vlny sa šíria v hmote s konečná rýchlosť
Kde - dielektrická a magnetická permeabilita média (od nich závisí rýchlosť šírenia elektromagnetickej vlny v médiu),
Elektrické a magnetické konštanty.
Rýchlosť elektromagnetických vĺn vo vákuu
Hustota toku elektromagnetickej energie
alebointenzita
J
nazývaná elektromagnetická energia prenášaná vlnou za jednotku času cez povrch jednotkovej plochy:
,
Nahradením výrazov pre , a υ a pri zohľadnení rovnosti objemových hustôt energie elektrického a magnetického poľa v elektromagnetickej vlne môžeme získať:
Elektromagnetické vlny môžu byť polarizované.
Podobne aj elektromagnetické vlny majú všetky základné vlastnosti vĺn : nesú energiu, majú hybnosť, odrážajú sa a lámu na rozhraní dvoch prostredí, pohlcujú sa prostredím, vykazujú vlastnosti disperzie, difrakcie a interferencie.
Hertzove experimenty (experimentálna detekcia elektromagnetických vĺn)
Prvýkrát boli experimentálne študované elektromagnetické vlny
Hertz v roku 1888. Vyvinul úspešný návrh generátora elektromagnetických kmitov (Hertz vibrátor) a metódu na ich detekciu rezonančnou metódou.
Vibrátor pozostával z dvoch lineárnych vodičov, na ktorých koncoch boli kovové guľôčky tvoriace iskrisko. Pri privedení vysokého napätia z indukcie na kostru preskočila v medzere iskra, ktorá medzeru skratovala. Pri jeho horení prebiehalo v obvode veľké množstvo kmitov. Prijímač (rezonátor) pozostával z drôtu s iskriskom. Prítomnosť rezonancie bola vyjadrená vo výskyte iskier v iskrišti rezonátora v reakcii na iskru vznikajúcu vo vibrátore.
Hertzove experimenty teda poskytli pevný základ pre Maxwellovu teóriu. Ukázalo sa, že Maxwellom predpovedané elektromagnetické vlny sa v praxi realizujú.
PRINCÍPY RÁDIOVEJ KOMUNIKÁCIE
Rádiová komunikácia prenos a príjem informácií pomocou rádiových vĺn.
24. marca 1896 na stretnutí Fyzikálneho oddelenia Ruskej fyzikálnej a chemickej spoločnosti Popov pomocou svojich prístrojov jasne demonštroval prenos signálov na vzdialenosť 250 m, pričom vysielal prvý dvojslovný rádiogram na svete „Heinrich Hertz“.
SCHÉMA PRIJÍMAČA AS POPOV
Popov používal rádiotelegrafnú komunikáciu (prenos signálov rôzneho trvania), takúto komunikáciu je možné uskutočniť iba pomocou kódu. Ako zdroj rádiových vĺn bol použitý iskrový vysielač s Hertzovým vibrátorom a ako prijímač coherer, sklenená trubica s kovovými pilinami, ktorej odpor pri dopade elektromagnetickej vlny stokrát klesne. Na zvýšenie citlivosti koheréra bol jeden jeho koniec uzemnený a druhý bol pripojený k drôtu zdvihnutému nad Zemou, celková dĺžka antény bola štvrtina vlnovej dĺžky. Signál vysielača iskier rýchlo klesá a nedá sa prenášať na veľké vzdialenosti.
Rádiotelefónna komunikácia (reč a hudba) využíva vysokofrekvenčný modulovaný signál. Nízkofrekvenčný signál (zvukový) nesie informácie, ale prakticky sa nevyžaruje a vysokofrekvenčný signál je dobre vysielaný, ale nenesie informácie. Modulácia sa používa na rádiotelefónnu komunikáciu.
Modulácia - proces stanovenia súladu medzi parametrami vysokofrekvenčného a nízkofrekvenčného signálu.
V rádiotechnike sa používa niekoľko typov modulácií: amplitúda, frekvencia, fáza.
Amplitúdová modulácia - zmena amplitúdy kmitov (elektrických, mechanických atď.), vyskytujúca sa pri frekvencii oveľa nižšej, ako je frekvencia kmitov samotných.
Vysokofrekvenčné harmonické kmitanie ω je modulované amplitúdou nízkofrekvenčným harmonickým kmitom Ω (τ = 1/Ω je jeho perióda), t je čas, A je amplitúda vysokofrekvenčného kmitania, T je jeho perióda.
Schéma rádiovej komunikácie využívajúce signál AM
AM oscilátor
Amplitúda RF signálu sa mení podľa amplitúdy LF signálu, potom je modulovaný signál vysielaný vysielacou anténou.
V rádiovom prijímači prijíma prijímacia anténa rádiové vlny, v oscilačnom obvode sa v dôsledku rezonancie volí a zosilňuje signál, na ktorý je obvod naladený (nosná frekvencia vysielacej stanice), potom nízkofrekvenčná zložka. signálu.
Rádiový detektor
Detekcia – proces premeny vysokofrekvenčného signálu na nízkofrekvenčný signál. Signál prijatý po detekcii zodpovedá zvukovému signálu, ktorý pôsobil na mikrofón vysielača. Po zosilnení sa nízkofrekvenčné vibrácie môžu zmeniť na zvuk.
Detektor (demodulátor)
Dióda sa používa na usmernenie striedavého prúdu
a) signál AM, b) detekovaný signál
RADAR
detekcia a presná definícia poloha objektov a rýchlosť ich pohybu pomocou rádiových vĺn je tzv radar . Princíp radaru je založený na vlastnosti odrazu elektromagnetických vĺn od kovov.
1 - otočná anténa; 2 - prepínač antény; 3 - vysielač; 4 - prijímač; 5 - skener; 6 - indikátor vzdialenosti; 7 - smerovka.
Pre radar sa používajú vysokofrekvenčné rádiové vlny (VHF), pomocou ktorých sa ľahko vytvára smerový lúč a výkon žiarenia je vysoký. V metrovom a decimetrovom rozsahu - mriežkové systémy vibrátorov, v centimetrovom a milimetrovom rozsahu - parabolické žiariče. Lokalizáciu je možné vykonávať v nepretržitom (na detekciu cieľa) aj v pulznom režime (na určenie rýchlosti objektu).
Oblasti použitia radaru:
Letectvo, kozmonautika, námorníctvo: bezpečnosť premávky lodí za každého počasia a kedykoľvek počas dňa, zabránenie ich zrážke, bezpečnosť vzletu atď. pristátia lietadiel.
Vojna: včasná detekcia nepriateľských lietadiel alebo rakiet, automatické nastavenie protilietadlovej paľby.
Planetárny radar: meranie vzdialenosti k nim, špecifikovanie parametrov ich obežných dráh, určenie periódy rotácie, pozorovanie topografie povrchu. V bývalom Sovietskom zväze (1961) - radar Venuše, Merkúra, Marsu, Jupitera. V USA a Maďarsku (1946) - pokus o prijímaní signálu odrazeného od povrchu Mesiaca.
Telekomunikačná schéma sa v podstate zhoduje so schémou rádiovej komunikácie. Rozdiel je v tom, že okrem zvukový signál obraz a riadiace signály (zmena riadku a zmena rámca) sa prenášajú na synchronizáciu činnosti vysielača a prijímača. Vo vysielači sú tieto signály modulované a vysielané, v prijímači sú zachytené anténou a idú na spracovanie, každý svojou cestou.
Zvážte jednu z možných schém na konverziu obrazu na elektromagnetické oscilácie pomocou ikonoskopu:
Pomocou optického systému sa na mozaikové plátno premieta obraz, fotoelektrickým efektom získavajú články tienidla iný kladný náboj. Elektrónové delo generuje elektrónový lúč, ktorý prechádza cez obrazovku a vybíja kladne nabité bunky. Pretože každá bunka je kondenzátor, zmena náboja vedie k vzniku meniaceho sa napätia - elektromagnetickej oscilácie. Signál sa potom zosilní a privedie do modulačného zariadenia. V kineskopu sa video signál prevádza späť na obraz (rôznymi spôsobmi, v závislosti od princípu činnosti kineskopu).
Keďže televízny signál nesie oveľa viac informácií ako rádio, práca sa vykonáva pri vysokých frekvenciách (metre, decimetre).
Šírenie rádiových vĺn.
Rádiové vlny - je elektromagnetická vlna v rozsahu (10 4
Každá sekcia tohto sortimentu sa uplatňuje tam, kde možno najlepšie využiť jej výhody. Rádiové vlny rôznych rozsahov sa šíria v rôznych vzdialenostiach. Šírenie rádiových vĺn závisí od vlastností atmosféry. Silný vplyv na šírenie rádiových vĺn má aj zemský povrch, troposféra a ionosféra.
Šírenie rádiových vĺn- ide o proces prenosu elektromagnetických kmitov rádiového dosahu v priestore z jedného miesta na druhé, najmä z vysielača do prijímača.
Vlny rôznych frekvencií sa správajú odlišne. Pozrime sa podrobnejšie na vlastnosti šírenia dlhých, stredných, krátkych a ultrakrátkych vĺn.
Šírenie dlhých vĺn.
Dlhé vlny (>1000 m) sa šíria:
Vo vzdialenostiach do 1-2 tisíc km v dôsledku difrakcie na guľovom povrchu Zeme. Schopný ísť okolo Zem(Postava 1). Potom dochádza k ich šíreniu v dôsledku vodiaceho účinku sférického vlnovodu bez toho, aby sa odrážali.
Ryža. 1 Kvalita pripojenia:
stabilita príjmu. Kvalita príjmu nezávisí od dennej doby, roku, poveternostných podmienok.
nedostatky:
Kvôli silnej absorpcii vlny pri jej šírení zemského povrchu je potrebná veľká anténa a výkonný vysielač.
Atmosférické výboje (blesky) rušia.
Použitie:
Dosah sa používa na rádiové vysielanie, na rádiotelegrafiu, rádionavigačné služby a na komunikáciu s ponorkami.
Existuje malý počet rádiových staníc, ktoré vysielajú presné časové signály a meteorologické správy.
Stredné vlny ( =100..1000 m) sa šíria:
Ako dlhé vlny sú schopné ohýbať sa okolo zemského povrchu.
Rovnako ako krátke vlny sa môžu opakovane odrážať od ionosféry.
Kvalita pripojenia:
Krátky komunikačný dosah. Stredné vlny sú počuteľné do vzdialenosti tisíc kilometrov. Existuje však vysoká úroveň atmosférického a priemyselného rušenia.
Používa sa na oficiálnu a amatérsku komunikáciu, ako aj hlavne na vysielanie.
Krátke vlny (=10..100 m) sa šíria:
Opakovane odrážané od ionosféry a zemského povrchu (obr. 2)
Kvalita pripojenia:
Kvalita príjmu na krátkych vlnách veľmi závisí od rôznych procesov v ionosfére spojených s úrovňou slnečnej aktivity, ročným obdobím a dennou dobou. Nie sú potrebné žiadne vysokovýkonné vysielače. Na komunikáciu medzi pozemnými stanicami a kozmickou loďou sú nevhodné, keďže neprechádzajú ionosférou.
Použitie:
Pre komunikáciu na veľké vzdialenosti. Pre televízne, rozhlasové vysielanie a rádiovú komunikáciu s pohyblivými predmetmi. Existujú rezortné telegrafné a telefónne rádiostanice. Tento rozsah je najviac „zaľudnený“.
Ultrakrátke vlny (
Niekedy sa môžu odrážať od oblakov, umelých satelitov Zeme alebo dokonca od Mesiaca. V tomto prípade sa komunikačný dosah môže mierne zvýšiť.
Príjem ultrakrátkych vĺn je charakterizovaný stálosťou počuteľnosti, absenciou slabnutia, ako aj znížením rôznych interferencií.
Komunikácia na týchto vlnách je možná len na viditeľnú vzdialenosť L(obr. 7).
Keďže ultrakrátke vlny sa za horizont nešíria, je potrebné vybudovať mnoho medziľahlých vysielačov – opakovačov.
Opakovač- zariadenie umiestnené v medziľahlých bodoch rádiových komunikačných liniek, zosilňujúce prijaté signály a prenášajúce ich ďalej.
relé- príjem signálov v medziľahlom bode, ich zosilnenie a prenos rovnakým alebo iným smerom. Retransmisia je navrhnutá na zvýšenie dosahu komunikácie.
Existujú dva spôsoby prenosu: satelitné a pozemné.
satelit:
Aktívny reléový satelit prijíma signál pozemnej stanice, zosilňuje ho a prostredníctvom výkonného smerového vysielača vysiela signál na Zem rovnakým alebo iným smerom.
Zem:
Signál sa prenáša do pozemnej analógovej alebo digitálnej rozhlasovej stanice alebo siete takýchto staníc a potom sa posiela ďalej rovnakým smerom alebo iným smerom.
1 - rádiový vysielač,
2 - vysielacia anténa, 3 - prijímacia anténa, 4 - rádiový prijímač.
Použitie:
Pre komunikáciu s umelými zemskými satelitmi a
VHF sú rozdelené do nasledujúcich rozsahov:
metrové vlny - od 10 do 1 metra, používa sa na telefonickú komunikáciu medzi loďami, loďami a prístavnými službami.
decimeter - od 1 metra do 10 cm, používa sa na satelitnú komunikáciu.
centimeter - od 10 do 1 cm, používané v radaroch.
milimeter - od 1cm do 1mm, používa sa najmä v medicíne.
Prednáška - 14. Mechanické vlnenie.
2. Mechanická vlna.
3. Zdroj mechanických vĺn.
4. Bodový zdroj vĺn.
5. Priečna vlna.
6. Pozdĺžna vlna.
7. Predná časť vlny.
9. Periodické vlny.
10. Harmonická vlna.
11. Vlnová dĺžka.
12. Rýchlosť distribúcie.
13. Závislosť rýchlosti vlnenia od vlastností prostredia.
14. Huygensov princíp.
15. Odraz a lom vĺn.
16. Zákon odrazu vĺn.
17. Zákon lomu vĺn.
18. Rovnica rovinnej vlny.
19. Energia a intenzita vlny.
20. Princíp superpozície.
21. Koherentné vibrácie.
22. Koherentné vlny.
23. Interferencia vĺn. a) maximálny stav rušenia, b) stav minimálneho rušenia.
24. Interferencia a zákon zachovania energie.
25. Difrakcia vĺn.
26. Huygensov-Fresnelov princíp.
27. Polarizovaná vlna.
29. Hlasitosť zvuku.
30. Výška zvuku.
31. Zvukový timbre.
32. Ultrazvuk.
33. Infrazvuk.
34. Dopplerov efekt.
1.Mávať - ide o proces šírenia kmitov akejkoľvek fyzikálnej veličiny v priestore. Napríklad zvukové vlny v plynoch alebo kvapalinách predstavujú šírenie kolísania tlaku a hustoty v týchto médiách. Elektromagnetická vlna je proces šírenia sa v priestore kolísania sily elektrických magnetických polí.
Energia a hybnosť sa môžu vo vesmíre prenášať prenosom hmoty. Každé pohybujúce sa teleso má kinetickú energiu. Preto prenáša kinetickú energiu prenosom hmoty. To isté teleso, ktoré sa zahrieva, pohybuje sa v priestore, prenáša tepelnú energiu a prenáša hmotu.
Častice elastického média sú vzájomne prepojené. Poruchy, t.j. odchýlky od rovnovážnej polohy jednej častice sa prenášajú na susedné častice, t.j. energia a hybnosť sa prenášajú z jednej častice na susedné častice, pričom každá častica zostáva blízko svojej rovnovážnej polohy. Energia a hybnosť sa teda prenášajú pozdĺž reťazca z jednej častice na druhú a nedochádza k prenosu hmoty.
Takže vlnový proces je proces prenosu energie a hybnosti v priestore bez prenosu hmoty.
2. Mechanická vlna alebo elastická vlna je perturbácia (oscilácia) šíriaca sa v elastickom prostredí. Elastickým prostredím, v ktorom sa šíria mechanické vlny, je vzduch, voda, drevo, kovy a iné elastické látky. Elastické vlny sa nazývajú zvukové vlny.
3. Zdroj mechanických vĺn- teleso, ktoré vykonáva kmitavý pohyb, pričom je v elastickom prostredí, napr. vibrujúce ladičky, struny, hlasivky.
4. Bodový zdroj vĺn - zdroj vlnenia, ktorého rozmery možno zanedbať v porovnaní so vzdialenosťou, na ktorú sa vlna šíri.
5. priečna vlna - vlna, pri ktorej častice média kmitajú v smere kolmom na smer šírenia vlny. Napríklad vlny na hladine vody sú priečne vlny, pretože vibrácie častíc vody vznikajú v smere kolmom na smer vodnej hladiny a vlna sa šíri po hladine vody. Priečna vlna sa šíri po šnúre, ktorej jeden koniec je pevný, druhý kmitá vo vertikálnej rovine.
Priečna vlna sa môže šíriť len po rozhraní medzi duchom rôznych médií.
6. Pozdĺžna vlna - vlna, pri ktorej dochádza k vibráciám v smere šírenia vlny. Pozdĺžna vlna sa vyskytuje v dlhej špirálovej pružine, ak je jeden z jej koncov vystavený periodickým poruchám smerujúcim pozdĺž pružiny. Pružná vlna prebiehajúca pozdĺž pružiny je postupnosť stláčania a ťahu (obr. 88)
Pozdĺžna vlna sa môže šíriť iba vo vnútri elastického média, napríklad vo vzduchu, vo vode. V pevných látkach a kvapalinách sa môžu súčasne šíriť priečne aj pozdĺžne vlny, pretože pevné teleso a kvapalina sú vždy ohraničené povrchom - rozhraním medzi dvoma médiami. Napríklad, ak oceľová tyč udrie na koniec kladivom, začne sa v nej šíriť elastická deformácia. Po povrchu tyče bude prebiehať priečna vlna a v nej sa šíri pozdĺžna vlna (stlačenie a zriedenie média) (obr. 89).
7. Čelo vlny (vlnová plocha) je ťažisko bodov oscilujúcich v rovnakých fázach. Na povrchu vlny majú fázy kmitajúcich bodov v uvažovanom časovom okamihu rovnakú hodnotu. Ak sa kameň hodí do pokojného jazera, tak sa po hladine jazera od miesta jeho pádu začnú šíriť priečne vlny v tvare kruhu so stredom v mieste, kde kameň dopadol. V tomto príklade je čelo vlny kruh.
V sférickej vlne je čelo vlny guľa. Takéto vlny sú generované bodovými zdrojmi.
Pri veľmi veľkých vzdialenostiach od zdroja môže byť zakrivenie čela zanedbané a čelo vlny môže byť považované za ploché. V tomto prípade sa vlna nazýva rovinná vlna.
8. Lúč - rovnýčiara je kolmá k povrchu vlny. Pri guľovej vlne smerujú lúče po polomeroch gúľ od stredu, kde sa nachádza zdroj vlny (obr.90).
V rovinnej vlne smerujú lúče kolmo na povrch čela (obr. 91).
9. Periodické vlny. Keď hovoríme o vlnách, mali sme na mysli jedinú poruchu šíriacu sa v priestore.
Ak zdroj vĺn vykonáva nepretržité oscilácie, potom v prostredí vznikajú elastické vlny postupujúce jedna za druhou. Takéto vlny sa nazývajú periodické.
10. harmonická vlna- vlna vznikajúca harmonickými kmitmi. Ak zdroj vlny vytvára harmonické vibrácie, potom generuje harmonické vlny - vlny, v ktorých častice kmitajú podľa harmonického zákona.
11. Vlnová dĺžka. Nechajte harmonickú vlnu šíriť sa pozdĺž osi OX a kmitať v nej v smere osi OY. Táto vlna je priečna a môže byť reprezentovaná ako sínusoida (obr.92).
Takáto vlna môže byť získaná vyvolaním vibrácií vo vertikálnej rovine voľného konca šnúry.
Vlnová dĺžka je vzdialenosť medzi dvoma najbližšími bodmi. A a B oscilujúce v rovnakých fázach (obr. 92).
12. Rýchlosť šírenia vlny – fyzikálne množstvočíselne sa rovná rýchlosti šírenia kmitov v priestore. Z obr. 92 vyplýva, že čas, za ktorý sa kmitanie šíri z bodu do bodu A k veci IN, t.j. o vzdialenosť vlnovej dĺžky rovnajúcu sa perióde kmitania. Preto je rýchlosť šírenia vlny
13. Závislosť rýchlosti šírenia vlny od vlastností prostredia. Frekvencia kmitov pri výskyte vlny závisí len od vlastností zdroja vlny a nezávisí od vlastností prostredia. Rýchlosť šírenia vlny závisí od vlastností prostredia. Preto sa vlnová dĺžka mení pri prechode rozhraním medzi dvoma rôznymi médiami. Rýchlosť vlny závisí od väzby medzi atómami a molekulami média. Väzba medzi atómami a molekulami v kvapalinách a pevných látkach je oveľa pevnejšia ako v plynoch. Preto je rýchlosť zvukových vĺn v kvapalinách a pevných látkach oveľa väčšia ako v plynoch. Vo vzduchu je rýchlosť zvuku pri normálnych podmienkach rovná 340, vo vode 1500 a v oceli 6000.
priemerná rýchlosť tepelný pohyb molekúl v plynoch klesá s klesajúcou teplotou a v dôsledku toho sa znižuje rýchlosť šírenia vĺn v plynoch. V hustejšom médiu, a teda inertnejšom, je rýchlosť vĺn nižšia. Ak sa zvuk šíri vzduchom, jeho rýchlosť závisí od hustoty vzduchu. Kde je hustota vzduchu vyššia, rýchlosť zvuku je nižšia. Naopak, kde je hustota vzduchu menšia, rýchlosť zvuku je väčšia. Výsledkom je, že keď sa zvuk šíri, čelo vlny je skreslené. Nad močiarom alebo nad jazerom, najmä večer, je hustota vzduchu pri povrchu v dôsledku vodnej pary väčšia ako v určitej výške. Preto je rýchlosť zvuku v blízkosti povrchu vody menšia ako v určitej výške. V dôsledku toho sa čelo vlny otočí takým spôsobom, že vrchná časť Predná časť sa čoraz viac stáča smerom k hladine jazera. Ukazuje sa, že energia vlny pohybujúcej sa po hladine jazera a energia vlny pohybujúcej sa pod uhlom k hladine jazera sa sčítavajú. Preto je vo večerných hodinách zvuk dobre distribuovaný po jazere. Dokonca aj tichý rozhovor je počuť stáť na opačnom brehu.
14. Huygensov princíp- každý dosiahnutý bod na povrchu tento moment vlna je zdrojom sekundárnych vĺn. Nakreslením povrchovej dotyčnice k frontám všetkých sekundárnych vĺn dostaneme čelo vlny nabudúce.
Uvažujme napríklad vlnu šíriacu sa po hladine vody z bodu O(Obr.93) Nech v okamihu času t predná časť mala tvar kruhu s polomerom R sústredený na bod O. V nasledujúcom časovom okamihu bude mať každá sekundárna vlna čelo vo forme kruhu s polomerom , kde V je rýchlosť šírenia vlny. Nakreslením povrchovej dotyčnice k čelám sekundárnych vĺn dostaneme čelo vlny v čase (obr. 93)
Ak sa vlna šíri v súvislom prostredí, potom je čelo vlny guľa.
15. Odraz a lom vĺn. Keď vlna dopadne na rozhranie medzi dvoma rôznymi médiami, každý bod tohto povrchu sa podľa Huygensovho princípu stáva zdrojom sekundárnych vĺn šíriacich sa po oboch stranách povrchu rezu. Preto pri prechode rozhraním medzi dvoma médiami sa vlna čiastočne odráža a čiastočne prechádza týmto povrchom. Pretože rôzne médiá, potom je rýchlosť vĺn v nich rôzna. Preto sa pri prechode rozhraním medzi dvoma médiami mení smer šírenia vlny, t.j. dochádza k lámaniu vlny. Uvažujme, že na základe Huygensovho princípu sú proces a zákony odrazu a lomu dokončené.
16. Zákon odrazu vĺn. Nechajte rovinnú vlnu dopadať na ploché rozhranie medzi dvoma rôznymi médiami. Vyberme v ňom oblasť medzi dvoma lúčmi a (obr. 94)
Uhol dopadu je uhol medzi dopadajúcim lúčom a kolmicou na rozhranie v bode dopadu.
Uhol odrazu - uhol medzi odrazeným lúčom a kolmicou na rozhranie v bode dopadu.
V momente, keď lúč dosiahne rozhranie v bode , sa tento bod stane zdrojom sekundárnych vĺn. Čelo vlny je v tomto momente vyznačené priamkou AC(Obr. 94). V dôsledku toho musí lúč v tomto momente ísť na rozhranie, cestu SW. Nechajte lúč prejsť touto dráhou v čase. Dopadajúce a odrazené lúče sa šíria na rovnakej strane rozhrania, takže ich rýchlosti sú rovnaké a rovnaké v. Potom .
V priebehu času sekundárna vlna z bodu A pôjde cestou. Preto . pravouhlé trojuholníky a sú si rovní, pretože - spoločná prepona a nohy. Z rovnosti trojuholníkov vyplýva rovnosť uhlov 
. Ale aj t.j. .
Teraz formulujeme zákon odrazu vĺn: dopadajúci lúč, odrazený lúč , kolmica na rozhranie medzi dvoma médiami, obnovená v bode dopadu, leží v rovnakej rovine; uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu.
17. Zákon lomu vĺn. Nechajte rovinnú vlnu prechádzať cez rovinné rozhranie medzi dvoma médiami. A uhol dopadu je odlišný od nuly (obr.95).
Uhol lomu je uhol medzi lomeným lúčom a kolmicou na rozhranie, obnovený v bode dopadu.
Označte a rýchlosť šírenia vlny v prostredí 1 a 2. V momente, keď lúč dosiahne rozhranie v bode A, tento bod sa stane zdrojom vĺn šíriacich sa v druhom médiu - lúči a lúč ešte musí prejsť na povrch rezu. Nech je čas, ktorý lúčom trvá prejsť po ceste SW, Potom . Počas rovnakého času v druhom médiu prejde lúč dráhu . Pretože , potom a .
Trojuholníky a pravé uhly so spoločnou preponou , a = , sú ako uhly so vzájomne kolmými stranami. Pre uhly a píšeme nasledujúce rovnosti
.
Ak vezmeme do úvahy, že , dostaneme
Teraz formulujeme zákon lomu vĺn: Dopadajúci lúč, lomený lúč a kolmica na rozhranie medzi dvoma médiami, obnovené v bode dopadu, ležia v rovnakej rovine; pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je konštantná hodnota pre dve dané prostredia a nazýva sa relatívny index lomu pre dve dané prostredia.
18. Rovnica rovinných vĺn.Častice média, ktoré sú vo vzdialenosti S od zdroja vĺn začnú kmitať až vtedy, keď ho vlna dosiahne. Ak V je rýchlosť šírenia vlny, potom sa oscilácie začnú s oneskorením o určitý čas
Ak zdroj vĺn kmitá podľa harmonického zákona, potom pre časticu umiestnenú vo vzdialenosti S zo zdroja zapíšeme zákon kmitania vo forme
.
Predstavme si hodnotu 
nazývané vlnové číslo. Ukazuje, koľko vlnových dĺžok sa zmestí do vzdialenosti Jednotky dĺžka. Teraz zákon oscilácií častice média umiestnenej na diaľku S zo zdroja píšeme vo forme
.
Táto rovnica definuje posun oscilujúceho bodu ako funkciu času a vzdialenosti od zdroja vlny a nazýva sa rovnica rovinnej vlny.
19. Energia a intenzita vĺn. Každá častica, ktorú vlna dosiahla, kmitá, a preto má energiu. Nech sa vlna šíri v nejakom objeme elastického prostredia s amplitúdou A a cyklická frekvencia. To znamená, že priemerná energia kmitov v tomto objeme sa rovná
Kde m- hmotnosť prideleného objemu média.
Priemerná hustota energie (priemer na objem) je energia vĺn na jednotku objemu média
, kde je hustota média.
Intenzita vlny je fyzikálna veličina, ktorá sa číselne rovná energii, ktorú vlna prenesie za jednotku času cez jednotku plochy roviny kolmej na smer šírenia vlny (cez jednotku plochy čela vlny), t.j.
.
Priemerný výkon vlny je priemerná celková energia prenesená vlnou za jednotku času cez povrch s plochou S. Priemerný výkon vlny získame vynásobením intenzity vlny plochou S
20.Princíp superpozície (overlay). Ak sa vlny z dvoch alebo viacerých zdrojov šíria v elastickom prostredí, potom, ako ukazujú pozorovania, vlny prechádzajú jedna cez druhú bez toho, aby sa navzájom ovplyvňovali. Inými slovami, vlny spolu neinteragujú. To sa vysvetľuje skutočnosťou, že v medziach elastickej deformácie, stlačenie a napätie v jednom smere žiadnym spôsobom neovplyvňujú elastické vlastnosti v iných smeroch.
Každý bod média, kam prichádzajú dve alebo viac vĺn, sa teda zúčastňuje oscilácií spôsobených každou vlnou. V tomto prípade sa výsledný posun častice média v akomkoľvek čase rovná geometrickému súčtu posunov spôsobených každým z vznikajúcich oscilačných procesov. Toto je podstata princípu superpozície alebo superpozície kmitov.
Výsledok pridania kmitov závisí od amplitúdy, frekvencie a fázového rozdielu vznikajúcich kmitacích procesov.
21. Koherentné oscilácie - oscilácie s rovnakou frekvenciou a konštantným fázovým rozdielom v čase.
22.koherentné vlny- vlny rovnakej frekvencie alebo rovnakej vlnovej dĺžky, ktorých fázový rozdiel v danom bode priestoru zostáva v čase konštantný.
23.Rušenie vĺn- jav zvýšenia alebo zníženia amplitúdy výslednej vlny pri superponovaní dvoch alebo viacerých koherentných vĺn.
A). maximálne podmienky rušenia. Nechajte vlny z dvoch súvislých zdrojov a stretnite sa v určitom bode A(Obr.96).
Posuny častíc média v bode A, spôsobené každou vlnou zvlášť, zapíšeme podľa vlnovej rovnice do tvaru
kde a ,, 
- amplitúdy a fázy kmitov spôsobených vlnením v bode A, a - bodové vzdialenosti, 
- rozdiel medzi týmito vzdialenosťami alebo rozdiel v priebehu vĺn.
Kvôli rozdielu v priebehu vĺn je druhá vlna v porovnaní s prvou oneskorená. To znamená, že fáza kmitov v prvej vlne je pred fázou kmitov v druhej vlne, t.j. . Ich fázový rozdiel zostáva v priebehu času konštantný.
K veci Ačastice kmitajú s maximálnou amplitúdou, vrcholy oboch vĺn alebo ich žľaby by mali dosiahnuť bod A súčasne v identických fázach alebo s fázovým rozdielom rovným , kde n- celé číslo a - je perióda funkcií sínus a kosínus,
Tu je teda možné zapísať podmienku maxima rušenia vo forme
Kde je celé číslo.
Takže, keď sú koherentné vlny superponované, amplitúda výslednej oscilácie je maximálna, ak sa rozdiel v dráhe vĺn rovná celému počtu vlnových dĺžok.
b) Minimálna podmienka rušenia. Amplitúda výsledného kmitania v bode A je minimálna, ak vrchol a dno dvoch koherentných vĺn dorazia do tohto bodu súčasne. To znamená, že sto vĺn príde do tohto bodu v protifáze, t.j. ich fázový rozdiel sa rovná alebo 
, kde je celé číslo.
Podmienka minimálneho rušenia sa dosiahne vykonaním algebraické transformácie:
Amplitúda kmitov pri superponovaní dvoch koherentných vĺn je teda minimálna, ak sa rozdiel v dráhe vĺn rovná nepárnemu počtu polovičných vĺn.
24. Interferencia a zákon zachovania energie. Pri interferencii vĺn v miestach interferenčných miním je energia výsledných kmitov menšia ako energia interferujúcich vĺn. Ale v miestach interferenčných maxím energia výsledných kmitov prevyšuje súčet energií rušivých vĺn o toľko, koľko energie klesla v miestach interferenčných miním.
Pri interferencii vĺn dochádza k prerozdeleniu energie oscilácií v priestore, pričom sa však prísne dodržiava zákon zachovania.
25.Vlnová difrakcia- fenomén ovíjania vlny okolo prekážky, t.j. odchýlka od priamočiareho šírenia vĺn.
Difrakcia je zrejmá najmä vtedy, keď je veľkosť prekážky menšia alebo porovnateľná s vlnovou dĺžkou. Na dráhe šírenia rovinnej vlny nech je umiestnená clona s otvorom, ktorého priemer je porovnateľný s vlnovou dĺžkou (obr. 97).
Podľa Huygensovho princípu sa každý bod otvoru stáva zdrojom rovnakých vĺn. Veľkosť otvoru je taká malá, že všetky zdroje sekundárnych vĺn sú umiestnené tak blízko seba, že ich možno všetky považovať za jeden bod – jeden zdroj sekundárnych vĺn.
Ak sa do dráhy vlny postaví prekážka, ktorej veľkosť je porovnateľná s vlnovou dĺžkou, tak sa okraje podľa Huygensovho princípu stávajú zdrojom sekundárnych vĺn. Ale veľkosť medzery je taká malá, že jej okraje možno považovať za zhodné, t.j. samotná prekážka je bodovým zdrojom sekundárnych vĺn (obr.97).
Fenomén difrakcie je ľahko pozorovateľný, keď sa vlny šíria po povrchu vody. Keď vlna dosiahne tenkú, nehybnú palicu, stane sa zdrojom vĺn (obr. 99).
25. Huygensov-Fresnelov princíp. Ak veľkosť otvoru výrazne presahuje vlnovú dĺžku, potom sa vlna, prechádzajúca otvorom, šíri priamočiaro (obr. 100).
Ak veľkosť prekážky výrazne presahuje vlnovú dĺžku, potom sa za prekážkou vytvorí tieňová zóna (obr. 101). Tieto experimenty sú v rozpore s Huygensovým princípom. Francúzsky fyzik Fresnel doplnil Huygensov princíp o myšlienku koherencie sekundárnych vĺn. Každý bod, do ktorého vlna dorazila, sa stáva zdrojom tých istých vĺn, t.j. sekundárne koherentné vlny. Vlny teda chýbajú len v tých miestach, kde sú pre sekundárne vlny splnené podmienky interferenčného minima.
26. polarizovaná vlna je priečna vlna, pri ktorej všetky častice kmitajú v rovnakej rovine. Ak voľný koniec vlákna kmitá v jednej rovine, potom sa pozdĺž vlákna šíri rovinne polarizovaná vlna. Ak voľný koniec vlákna kmitá v rôznych smeroch, potom vlna šíriaca sa pozdĺž vlákna nie je polarizovaná. Ak sa na dráhu nepolarizovanej vlny postaví prekážka v podobe úzkej štrbiny, tak po prechode štrbinou sa vlna polarizuje, pretože štrbina prechádza osciláciami kordu, ktoré sa vyskytujú pozdĺž nej.
Ak je na dráhe polarizovanej vlny umiestnená druhá štrbina rovnobežná s prvou, vlna ňou bude voľne prechádzať (obr. 102).
Ak je druhý slot umiestnený v pravom uhle k prvému, vlna sa prestane šíriť. Zariadenie, ktoré oddeľuje vibrácie vyskytujúce sa v jednej konkrétnej rovine, sa nazýva polarizátor (prvá štrbina). Zariadenie, ktoré určuje rovinu polarizácie, sa nazýva analyzátor.
27.zvuk - je to proces šírenia kompresií a riedení v elastickom prostredí, napríklad v plyne, kvapaline alebo kovoch. K šíreniu kompresií a riedenia dochádza v dôsledku kolízie molekúl.
28. Hlasitosť zvuku je sila vplyvu zvuková vlna na ušný bubienokľudské ucho, ktoré je spôsobené akustickým tlakom.
Akustický tlak - Ide o dodatočný tlak, ktorý vzniká v plyne alebo kvapaline pri šírení zvukovej vlny. Akustický tlak závisí od amplitúdy kmitania zdroja zvuku. Ak ladičku rozozvučíme ľahkým úderom, dostaneme jeden objem. Ak je však ladička zasiahnutá silnejšie, amplitúda jej oscilácií sa zvýši a bude znieť hlasnejšie. Hlasitosť zvuku je teda určená amplitúdou kmitania zdroja zvuku, t.j. amplitúda kolísania akustického tlaku.
29. Výška zvuku určená frekvenciou kmitov. Čím vyššia je frekvencia zvuku, tým vyšší je tón.
Zvukové vibrácie vyskytujúce sa podľa harmonického zákona sú vnímané ako hudobný tón. Zvuk je zvyčajne komplexný zvuk, ktorý je kombináciou vibrácií s blízkymi frekvenciami.
Koreňový tón komplexného zvuku je tón zodpovedajúci najnižšej frekvencii v súbore frekvencií daného zvuku. Tóny zodpovedajúce iným frekvenciám komplexného zvuku sa nazývajú podtóny.
30. Zvukový timbre. Zvuky s rovnakým základným tónom sa líšia zafarbením, ktoré je určené súborom podtónov.
Každý človek má svoj vlastný jedinečný timbre. Preto vždy vieme rozlíšiť hlas jednej osoby od hlasu inej osoby, aj keď sú ich základné tóny rovnaké.
31.Ultrazvuk. Ľudské ucho vníma zvuky, ktorých frekvencie sú medzi 20 Hz a 20 000 Hz.
Zvuky s frekvenciou nad 20 000 Hz sa nazývajú ultrazvuk. Ultrazvuky sa šíria vo forme úzkych lúčov a používajú sa pri sonaroch a detekcii chýb. Ultrazvuk dokáže určiť hĺbku morského dna a odhaliť defekty v rôznych častiach.
Napríklad, ak koľajnica nemá žiadne praskliny, potom ultrazvuk vyžarovaný z jedného konca koľajnice, ktorý sa odráža od jej druhého konca, vydá iba jednu ozvenu. Ak sú trhliny, potom sa ultrazvuk odrazí od trhlín a prístroje zaznamenajú niekoľko ozvien. Detegované pomocou ultrazvuku ponorky, húfy rýb. Netopier orientované v priestore pomocou ultrazvuku.
32. infrazvuk– zvuk s frekvenciou pod 20 Hz. Tieto zvuky vnímajú niektoré zvieratá. Ich zdrojom sú často vibrácie zemskej kôry pri zemetraseniach.
33. Dopplerov efekt- ide o závislosť frekvencie vnímaného vlnenia od pohybu zdroja alebo prijímača vlnenia.
Nechajte loď odpočívať na hladine jazera a vlny bijú do jej boku s určitou frekvenciou. Ak sa loď začne pohybovať proti smeru šírenia vĺn, frekvencia dopadov vĺn na bok lode sa zvýši. Navyše, čím väčšia je rýchlosť lode, tým väčšia je frekvencia dopadov vĺn na palubu. Naopak, keď sa loď pohybuje v smere šírenia vĺn, frekvencia nárazov sa zníži. Tieto úvahy sú ľahko pochopiteľné z obr. 103.
Čím väčšia je rýchlosť blížiaceho sa pohybu, tým menej času sa strávi prejdením vzdialenosti medzi dvoma najbližšími hrebeňmi, t.j. témy kratšie obdobie vlny a tým väčšia je frekvencia vlny vzhľadom na loď.
Ak je pozorovateľ nehybný, ale zdroj vĺn sa pohybuje, potom frekvencia vlny vnímanej pozorovateľom závisí od pohybu zdroja.
Nechajte volavku kráčať pozdĺž plytkého jazera smerom k pozorovateľovi. Zakaždým, keď vloží nohu do vody, z toho miesta sa rozvlnia vlny. A zakaždým, keď sa vzdialenosť medzi prvou a poslednou vlnou zníži, t.j. fit na kratšiu vzdialenosť viac vyvýšeniny a priehlbiny. Preto sa u stacionárneho pozorovateľa, ku ktorému volavka kráča, frekvencia zvyšuje. A naopak pre nehybného pozorovateľa, ktorý je v diametrálne odlišnom bode vo väčšej vzdialenosti, je toľko hrebeňov a žľabov. Preto u tohto pozorovateľa frekvencia klesá (obr. 104).
Pri vlnách akéhokoľvek pôvodu možno za určitých podmienok pozorovať štyri javy uvedené nižšie, ktoré zvážime na príklade zvukových vĺn vo vzduchu a vĺn na hladine vody.
Odraz vĺn. Urobme pokus s generátorom prúdu audiofrekvenčnej frekvencie, ku ktorému je pripojený reproduktor (reproduktor), ako je znázornené na obr. "A". Budeme počuť pískanie. Na druhý koniec stola dáme mikrofón pripojený k osciloskopu. Keďže sa na obrazovke objaví sínusoida s malou amplitúdou, znamená to, že mikrofón vníma slabý zvuk.
Teraz položme dosku na vrch stola, ako je znázornené na obr. „b“. Keďže sa amplitúda na obrazovke osciloskopu zvýšila, znamená to, že zvuk dosahujúci mikrofón sa stal hlasnejším. Tento a mnoho ďalších experimentov to naznačuje mechanické vlny akéhokoľvek pôvodu majú schopnosť odrážať sa od rozhrania medzi dvoma médiami.
Lom vĺn. Obráťme sa na obrázok, ktorý ukazuje vlny tečúce na pobrežných plytčinách (pohľad zhora). Šedo-žltá farba zobrazuje piesočnaté pobrežie a modrá - hlbokú časť mora. Medzi nimi je pieskovisko – plytká voda.
Vlny prechádzajúce hlbokou vodou sa šíria v smere červenej šípky. V mieste nábehu na plytčinu sa vlna láme, čiže mení smer šírenia. Preto je modrá šípka označujúca nový smer šírenia vĺn umiestnená inak.
Toto a mnohé ďalšie pozorovania to dokazujú mechanické vlny akéhokoľvek pôvodu sa môžu lámať pri zmene podmienok šírenia, napríklad na rozhraní medzi dvoma médiami.
Difrakcia vĺn. V preklade z latinčiny „diffractus“ znamená „zlomený“. Vo fyzike difrakcia je odchýlka vĺn od priamočiareho šírenia v rovnakom prostredí, čo vedie k ich zaobleniu prekážok.
Teraz sa pozrite na ďalší vzor vĺn na hladine mora (pohľad z brehu). Vlny, ktoré k nám z diaľky bežia, sú vľavo zakryté veľkým kameňom, no zároveň ho čiastočne obchádzajú. Menšia skala napravo nie je vôbec prekážkou pre vlny: úplne ju obchádzajú a šíria sa rovnakým smerom.
Skúsenosti to ukazujú difrakcia sa najzreteľnejšie prejavuje, ak dopadajúca vlnová dĺžka viac veľkostí prekážky. Za ním sa vlna šíri, akoby tam žiadna prekážka nebola.
Rušenie vĺn. Uvažovali sme o javoch spojených so šírením jednej vlny: odraz, lom a difrakcia. Zvážte teraz šírenie so superpozíciou dvoch alebo viacerých vĺn na sebe - interferenčný jav(z latinského „inter“ - vzájomne a „ferio“ - udriem). Poďme študovať tento jav experimentálne.
Pripojte dva paralelne zapojené reproduktory ku generátoru prúdu zvukovej frekvencie. Prijímačom zvuku, rovnako ako v prvom experimente, bude mikrofón pripojený k osciloskopu.
Začnime pohybovať mikrofónom doprava. Osciloskop ukáže, že zvuk je stále slabší a silnejší, napriek tomu, že sa mikrofón vzďaľuje od reproduktorov. Vráťme mikrofón na strednú čiaru medzi reproduktory a potom ho opäť posunieme doľava, preč od reproduktorov. Osciloskop nám opäť ukáže útlm, následne zosilnenie zvuku.
Tento a mnoho ďalších experimentov to ukazuje v priestore, kde sa šíri niekoľko vĺn, môže ich rušenie viesť k vzniku striedajúcich sa oblastí so zosilňovaním a útlmom kmitov.
§ 1.7. mechanické vlny
Vibrácie látky alebo poľa šíriace sa v priestore sa nazývajú vlnenie. Kolísanie hmoty vytvára elastické vlny (špeciálnym prípadom je zvuk).
mechanická vlna je šírenie kmitov častíc média v čase.
Vlny v spojitom prostredí sa šíria v dôsledku interakcie medzi časticami. Ak sa ktorákoľvek častica dostane do kmitavého pohybu, potom sa v dôsledku elastického spojenia tento pohyb prenesie na susedné častice a vlna sa šíri. V tomto prípade sa samotné oscilujúce častice nepohybujú s vlnou, ale váhať okolo ich rovnovážne polohy.
Pozdĺžne vlny sú vlny, v ktorých sa smer kmitov častíc x zhoduje so smerom šírenia vĺn 
. Pozdĺžne vlny sa šíria v plynoch, kvapalinách a pevných látkach.
P 
operné vlny- sú to vlny, pri ktorých je smer kmitov častíc kolmý na smer šírenia vĺn 
. Priečne vlny sa šíria iba v pevnom prostredí.
Vlny majú dve periodicity - v čase a priestore. Periodicita v čase znamená, že každá častica média kmitá okolo svojej rovnovážnej polohy a tento pohyb sa opakuje s periódou oscilácie T. Periodicita v priestore znamená, že oscilačný pohyb častíc média sa opakuje v určitých vzdialenostiach medzi nimi.
Periodicita vlnového procesu v priestore je charakterizovaná veličinou nazývanou vlnová dĺžka a označovanou
.
Vlnová dĺžka je vzdialenosť, cez ktorú sa vlna šíri v médiu počas jednej periódy oscilácie častíc. 
.
Odtiaľ 
, Kde 
- perióda oscilácie častíc, 
- frekvencia oscilácií, 
- rýchlosť šírenia vlny v závislosti od vlastností prostredia.
TO 
ako napísať vlnovú rovnicu? Nechajte kúsok šnúry nachádzajúci sa v bode O (zdroj vlny) oscilovať podľa kosínusového zákona
Nech je nejaký bod B vo vzdialenosti x od zdroja (bod O). Vlne, ktorá sa šíri rýchlosťou v, trvá určitý čas, kým ju dosiahne. 
. To znamená, že v bode B začnú oscilácie neskôr 
. Teda. Po dosadení do tejto rovnice výrazy pre 
a množstvo matematických transformácií, dostaneme
,
. Predstavme si notáciu: 
. Potom. Vzhľadom na svojvoľnosť výberu bodu B bude táto rovnica požadovanou rovnicou rovinnej vlny 
.
Výraz pod kosínusovým znakom sa nazýva fáza vlny 
.
E 
Ak sú dva body v rôznych vzdialenostiach od zdroja vlny, ich fázy budú odlišné. Napríklad fázy bodov B a C, ktoré sa nachádzajú vo vzdialenostiach 
A 
od zdroja vlny, bude v tomto poradí rovné
Označíme fázový rozdiel kmitov vyskytujúcich sa v bode B a v bode C 
a bude to rovné
V takýchto prípadoch sa hovorí, že medzi osciláciami vyskytujúcimi sa v bodoch B a C dochádza k fázovému posunu Δφ. Hovorí sa, že oscilácie v bodoch B a C sa vyskytujú vo fáze, ak 
. Ak 
, potom sa oscilácie v bodoch B a C vyskytujú v protifáze. Vo všetkých ostatných prípadoch ide jednoducho o fázový posun.
Pojem "vlnová dĺžka" môže byť definovaný iným spôsobom:
Preto sa k nazýva vlnové číslo.
Zaviedli sme notáciu 
a ukázal to 
. Potom
.
Vlnová dĺžka je dráha, ktorú vlna prejde za jednu periódu kmitania.
Definujme dva dôležité pojmy vo vlnovej teórii.
vlnová plocha je miesto bodov v médiu, ktoré oscilujú v rovnakej fáze. Vlnová plocha môže byť nakreslená cez ktorýkoľvek bod média, preto ich je nekonečné množstvo.
Vlnové plochy môžu mať ľubovoľný tvar a v najjednoduchšom prípade sú to sústava rovín (ak je zdrojom vlny nekonečná rovina) navzájom rovnobežných, alebo sústava sústredných gúľ (ak je zdrojom vlny bod).
čelo vlny(čelo vlny) - ťažisko bodov, ku ktorým v čase dosahujú fluktuácie 
. Čelo vlny oddeľuje časť priestoru zapojenú do vlnového procesu od oblasti, kde ešte nevznikli oscilácie. Preto je čelo vlny jednou z vlnových plôch. Oddeľuje dve oblasti: 1 - ktorú vlna dosiahla v čase t, 2 - nedosiahla.
V každom okamihu je len jedno vlnové čelo, ktoré sa neustále pohybuje, pričom vlnové plochy zostávajú nehybné (prechádzajú rovnovážnymi polohami častíc oscilujúcich v rovnakej fáze).
rovinná vlna- ide o vlnenie, v ktorom sú vlnové plochy (a čelo vlny) rovnobežné roviny.
sférická vlna je vlna, ktorej vlnové plochy sú sústredné gule. Rovnica sférickej vlny: 
.
Každý bod média dosiahnutý dvoma alebo viacerými vlnami sa bude podieľať na osciláciách spôsobených každou vlnou samostatne. Aké budú výsledné vibrácie? Závisí to od mnohých faktorov, najmä od vlastností média. Ak sa vlastnosti média nemenia v dôsledku procesu šírenia vĺn, potom sa médium nazýva lineárne. Skúsenosti ukazujú, že vlny sa v lineárnom prostredí šíria nezávisle od seba. Vlny budeme uvažovať iba v lineárnych médiách. A aké bude kolísanie bodu, ktorý dosiahol dve vlny súčasne? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné pochopiť, ako nájsť amplitúdu a fázu kmitania spôsobenú týmto dvojitým pôsobením. Na určenie amplitúdy a fázy výslednej oscilácie je potrebné nájsť posuny spôsobené každou vlnou a potom ich sčítať. Ako? Geometricky!
Princíp superpozície (prekrývania) vĺn: keď sa v lineárnom prostredí šíri niekoľko vĺn, každá z nich sa šíri tak, ako keby žiadne iné vlny neexistovali a výsledný posun častice prostredia v ľubovoľnom čase sa rovná geometrickému súčtu posunov, ktoré častice prijímajú a zúčastňujú sa na každej zo zložiek vlnových procesov.
Dôležitým konceptom vlnovej teórie je koncept koherencia - koordinovaný tok v čase a priestore viacerých oscilačných alebo vlnových procesov. Ak fázový rozdiel vĺn prichádzajúcich do pozorovacieho bodu nezávisí od času, potom sa takéto vlny nazývajú koherentný. Je zrejmé, že iba vlny s rovnakou frekvenciou môžu byť koherentné.
R 
Uvažujme, čo bude výsledkom sčítania dvoch koherentných vĺn prichádzajúcich do nejakého bodu v priestore (pozorovacieho bodu) B. Pre zjednodušenie matematických výpočtov budeme predpokladať, že vlny vyžarované zdrojmi S 1 a S 2 majú rovnakú amplitúdu a počiatočné fázy rovné nule. V mieste pozorovania (v bode B) vlny prichádzajúce zo zdrojov S 1 a S 2 spôsobia oscilácie častíc média: 
A 
. Výsledné kolísanie v bode B sa zistí ako súčet.
Zvyčajne sa amplitúda a fáza výslednej oscilácie, ktorá sa vyskytuje v bode pozorovania, zistí pomocou metódy vektorových diagramov, ktoré predstavujú každú osciláciu ako vektor rotujúci s uhlovou rýchlosťou ω. Dĺžka vektora sa rovná amplitúde kmitania. Spočiatku tento vektor tvorí uhol so zvoleným smerom rovný počiatočnej fáze kmitov. Potom je amplitúda výsledného kmitania určená vzorcom.
Pre náš prípad sčítania dvoch kmitov s amplitúdami 
,
a fázach 
,
.
Preto amplitúda oscilácií, ktoré sa vyskytujú v bode B, závisí od toho, aký je dráhový rozdiel 
prechádza každou vlnou oddelene od zdroja po pozorovací bod ( 
je dráhový rozdiel medzi vlnami prichádzajúcimi do pozorovacieho bodu). Interferenčné minimá alebo maximá možno pozorovať v tých bodoch, pre ktoré 
. A toto je rovnica hyperboly s ohniskami v bodoch S 1 a S 2 .
V tých bodoch priestoru, pre ktoré 
, amplitúda výsledných kmitov bude maximálna a rovná 
. Pretože 
, potom bude amplitúda kmitov maximálna v tých bodoch, pre ktoré.
v tých bodoch priestoru, pre ktoré 
, amplitúda výsledných kmitov bude minimálna a rovná 
.amplitúda oscilácie bude minimálna v tých bodoch, pre ktoré .
Fenomén prerozdelenia energie, ktorý je výsledkom sčítania konečného počtu koherentných vĺn, sa nazýva interferencia.
Fenomén ohýbania vĺn okolo prekážok sa nazýva difrakcia.
Niekedy sa difrakcia vzťahuje na akúkoľvek odchýlku šírenia vĺn v blízkosti prekážok od zákonov geometrická optika(ak sú rozmery prekážok primerané vlnovej dĺžke).
B 
Vďaka difrakcii môžu vlny vstúpiť do oblasti geometrického tieňa, obchádzať prekážky, prenikať cez malé otvory v obrazovkách atď. Ako vysvetliť zásah vĺn v oblasti geometrického tieňa? Fenomén difrakcie možno vysvetliť pomocou Huygensovho princípu: každý bod, ktorý vlna dosiahne, je zdrojom sekundárnych vĺn (v homogénnom sférickom prostredí) a obal týchto vĺn určuje polohu čela vlny v nasledujúcom okamihu v čas.
Vložte z rušenia svetla, aby ste videli, čo by sa mohlo hodiť
mávať nazývaný proces šírenia vibrácií v priestore.
vlnová plocha je ťažisko bodov, v ktorých dochádza k osciláciám v rovnakej fáze.
čelo vlny nazývané miesto bodov, do ktorých vlna dosiahne určitý bod v čase t. Čelo vlny oddeľuje časť priestoru zapojenú do vlnového procesu od oblasti, kde ešte nevznikli oscilácie.
V prípade bodového zdroja je čelo vlny guľový povrch so stredom v mieste zdroja S. 1, 2,
3
- vlnité plochy; 1
- čelo vlny. Rovnica guľovej vlny šíriacej sa pozdĺž lúča vychádzajúceho zo zdroja: . Tu 
- rýchlosť šírenia vĺn, 
- vlnová dĺžka; A- amplitúda oscilácie; 
- kruhová (cyklická) frekvencia kmitov; 
- posunutie z rovnovážnej polohy bodu nachádzajúceho sa vo vzdialenosti r od bodového zdroja v čase t.
rovinná vlna je vlna s plochým čelom vlny. Rovnica rovinnej vlny šíriacej sa pozdĺž kladného smeru osi r:
, Kde X- posunutie z rovnovážnej polohy bodu nachádzajúceho sa vo vzdialenosti y od zdroja v čase t.
Mávať– proces šírenia kmitov v elastickom prostredí.
mechanická vlna– mechanické poruchy šíriace sa v priestore a prenášajúce energiu.
Typy vĺn:
pozdĺžne - častice média kmitajú v smere šírenia vĺn - vo všetkých elastických prostrediach;
X
smer oscilácie
body prostredia
priečne - častice média kmitajú kolmo na smer šírenia vĺn - na povrchu kvapaliny.
X
Druhy mechanických vĺn:
elastické vlny - šírenie elastických deformácií;
vlny na povrchu kvapaliny.
Vlastnosti vlny:
Nech A osciluje podľa zákona: 
.
Potom B kmitá s oneskorením o uhol 
, Kde 
, t.j.
Energia vĺn.
je celková energia jednej častice. Ak častice N, tak kde 
- epsilon, V - objem.
Epsilon– energia na jednotku objemu vlny – objemová hustota energie.
Tok energie vĺn sa rovná pomeru energie prenášanej vlnami cez určitý povrch k času, počas ktorého sa tento prenos uskutočňuje: 
, watt; 1 watt = 1 J/s.
Hustota energetického toku - Intenzita vlny- tok energie cez jednotku plochy - hodnota rovnajúca sa priemernej energii prenesenej vlnou za jednotku času na jednotku plochy prierezu.
[W/m2]
.
Umov vektor- vektor I, znázorňujúci smer šírenia vĺn a rovný toku energie vĺn prechádzajúcej jednotkovou plochou kolmou na tento smer:
.
Fyzikálne vlastnosti vlny:
amplitúda
vlnová dĺžka
rýchlosť vlny
intenzita
Vibračné:
Mávať:
Komplexné vibrácie (relaxácia) - odlišné od sínusových.
Fourierova transformácia- každú zložitú periodickú funkciu možno znázorniť ako súčet niekoľkých jednoduchých (harmonických) funkcií, ktorých periódy sú násobkami periódy komplexnej funkcie - ide o harmonickú analýzu. Vyskytuje sa v parseroch. Výsledkom je harmonické spektrum komplexnej oscilácie:
A
0 
zvuk - vibrácie a vlny, ktoré pôsobia na ľudské ucho a spôsobujú sluchový vnem.
Zvukové vibrácie a vlny sú špeciálnym prípadom mechanických vibrácií a vĺn. Druhy zvukov:
jednoduchá - harmonická - ladička
komplexné - anharmonické - reč, hudba
tóny- zvuk, čo je periodický proces:
Komplexný tón možno rozložiť na jednoduché. Najnižšia frekvencia takéhoto rozkladu je základný tón, zvyšné harmonické (podtóny) majú frekvencie rovné 2 
a ďalšie. Súbor frekvencií označujúcich ich relatívnu intenzitu je akustické spektrum.
Hluk - zvuk so zložitou neopakujúcou sa časovou závislosťou (šuchot, škrípanie, potlesk). Spektrum je spojité.
Fyzikálne vlastnosti zvuku:
Charakteristiky sluchového vnímania:
Výška je určená frekvenciou zvukovej vlny. Čím vyššia frekvencia, tým vyšší tón. Zvuk väčšej intenzity je nižší.
Timbre– určené akustickým spektrom. Čím viac tónov, tým bohatšie spektrum.
Objem- charakterizuje úroveň sluchového vnemu. Závisí od intenzity a frekvencie zvuku. Psychofyzické Weberov-Fechnerov zákon: ak zvýšite podráždenie v geometrický postup(v rovnakom počte krát), potom sa pocit tohto podráždenia zvýši aritmetickým postupom (o rovnakú hodnotu).
, kde E je hlasitosť (meraná v fónoch); 
- úroveň intenzity (meraná v beloch). 1 bel - zmena úrovne intenzity, ktorá zodpovedá zmene intenzity zvuku 10 krát K - koeficient úmernosti, závisí od frekvencie a intenzity.
Vzťah medzi hlasitosťou a intenzitou zvuku je krivky rovnakej hlasitosti, postavené na experimentálnych údajoch (vytvárajú zvuk s frekvenciou 1 kHz, menia intenzitu, kým nevznikne sluchový vnem podobný vnemom hlasitosti študovaného zvuku). Keď poznáte intenzitu a frekvenciu, môžete nájsť pozadie.
Audiometria- metóda merania ostrosti sluchu. Prístroj je audiometer. Výsledná krivka je audiogram. Stanoví sa a porovná prah vnímania sluchu pri rôznych frekvenciách.
Hlukomer - meranie hladiny hluku.
Na klinike: auskultácia - stetoskop / fonendoskop. Fonendoskop je dutá kapsula s membránou a gumenými hadičkami.
Fonokardiografia - grafická registrácia pozadí a srdcových šelestov.
Perkusie.
Ultrazvuk– mechanické vibrácie a vlny s frekvenciou nad 20 kHz až do 20 MHz. Ultrazvukové žiariče sú elektromechanické žiariče založené na piezoelektrickom jave (striedavý prúd do elektród, medzi ktorými je kremeň).
Vlnová dĺžka ultrazvuku je menšia ako vlnová dĺžka zvuku: 1,4 m - zvuk vo vode (1 kHz), 1,4 mm - ultrazvuk vo vode (1 MHz). Ultrazvuk sa dobre odráža na hranici kosť-periosteum-sval. Ultrazvuk neprenikne do ľudského tela, ak nie je mazané olejom (vzduchová vrstva). Rýchlosť šírenia ultrazvuku závisí od prostredia. Fyzikálne procesy: mikrovibrácie, deštrukcia biomakromolekúl, reštrukturalizácia a poškodenie biologických membrán, tepelný efekt, deštrukcia buniek a mikroorganizmov, kavitácia. V ambulancii: diagnostika (encefalograf, kardiograf, ultrazvuk), fyzioterapia (800 kHz), ultrazvukový skalpel, farmaceutický priemysel, osteosyntéza, sterilizácia.
infrazvuk– vlny s frekvenciou menšou ako 20 Hz. Nepriaznivé pôsobenie- rezonancia v tele.
vibrácie. Prospešná a škodlivá akcia. Masáž. vibračná choroba.
Dopplerov efekt– zmena frekvencie vĺn vnímaných pozorovateľom (prijímačom vĺn) v dôsledku relatívneho pohybu zdroja vĺn a pozorovateľa.
Prípad 1: N sa blíži k I.
Prípad 2: A blíži sa k N.
Prípad 3: priblíženie a vzdialenosť I a H od seba:
Systém: ultrazvukový generátor - prijímač - je voči médiu nehybný. Objekt sa pohybuje. Prijíma ultrazvuk s frekvenciou 
, odráža ju a posiela ju do prijímača, ktorý prijíma ultrazvukovú vlnu s frekvenciou 
. Rozdiel vo frekvencii - dopplerovský frekvenčný posun:
. Používa sa na určenie rýchlosti prietoku krvi, rýchlosti pohybu chlopní.