DOPPLERŮV JEV – DALŠÍ ČTENÍ
Pokud Vás tato úloha zaujala, můžete se seznámit s dalšími zajímavostmi týkajícími se Dopplerova jevu. Tato část je nepovinná a je určena jen hloubavějším studentům. Zvolte si téma, které Vás zajímá.
Rázová vlna
Pohybuje-li se zdroj vlnění rychleji než vlnění samotné, nemůže se vlnění šířit do libovolného směru. Je pro něho například nemožné dostat se před pohybující se zdroj:
Tento úkaz nazýváme rázovou vlnou, pro zvuk se mu říká zvuková bariéra. Zvuk se šíří v charakteristickém kuželu za pohybujícím se zdrojem. Rázová vlna vzniká například při nadzvukovém pohybu letadla. Pozorovatel stojící na zemi uvidí letící letadlo, ale zpočátku neslyší žádný zvuk. Ten se objeví až naráz, tedy v okamžiku, kdy kužel zvuku „tažený“ za letadlem projde místem, kde stojí pozorovatel.
Z geometrie problému je snadné určit vrcholový úhel kuželu rázové vlny sin α/2 = CB/CA = ct/ut = c/u, kde c je rychlost šíření zvuku a u je rychlost pohybu zdroje. Vrcholový úhel tedy závisí jen na poměru rychlosti šíření signálu a rychlosti zdroje:
| sin α/2 = c/u | (1) |
V následujícím klipu je nafilmován průlet letadla F 14 Tomcat zvukovou bariérou. Patrné je vytvoření kuželové rázové vlny viditelné díky kondenzaci vodních par na rázové vlně. Na snímku prolétá letadlo zvukovou bariérou dvakrát. Pohybuje-li se těleso podzvukovou rychlostí, může se zvuk z tělesa šířit do všech směrů. Pohybuje-li se těleso nadzvukovou rychlostí, může se zvuk šířit jen do kuželovité oblasti vytvořené za letícím tělesem. Povrch této kuželovité oblasti se nazývá zvuková bariéra. U. S. Navy, John Gay, 1999
Obdobná rázová vlna může vzniknout i za nabitou částicí, jež se pohybuje rychlostí vyšší než světlo v daném prostředí (to je možné, částice se nesmí pohybovat rychleji než světlo ve vakuu, v prostředí je rychlost světla nižší než ve vakuu). Za částicí vznikne charakteristický kužel elektromagnetických vln, kterému říkáme Čerenkovovo záření.
