|
|
X
О
с;
с
О
ЕС
мике), где имеет место аномальный Д. э., сопровождается не затуханием, как при нормальном Д. э., а наоборот, усилением колебаний излучателя. В результате, если излучение на аномальных доплеровских частотах превалирует, возможна раскачка излучателя (осциллятора) за сч╦т энергии его постулат, движения. С аномальным Д. э. связаны, в частности, генерация воля на поверхности жидкости за счет раскачки колебаний тела» буксируемого на упругой нити с достаточно большой скоростью, самовозбуждение колебаний в нек-рых электронных приборах и ряд др, движений в автоколебат. системах (см. Автоколебания). С квантовой точки зрения, аномальный Д. э. соответствует излучению фотона с одноврем. переходом осциллятора на более высокий энерготич. уровень.
А с и м м е т р и я Д, э, относительно движения источника и наблюдателя следует из того, что фазовая скорость v, входящая в ур-ние (2), вообще говоря, различна в движущейся и неподвижной среде; распространение звука по ветру ид╦т быстрее, чем против ветра, свет частично увлекается движущейся диэлект-рич. средой и т. п. Др. словами, величина Д. э. определяется величиной и направлением скорости как источника, так и при╦мника относительно среды, в к-рой распространяются волны. Исключение составляет случай эл.-магн. волн в вакууме, когда, согласно оса. постулату теории относительности, v=c во всех системах отсч╦та и Д. э. полностью определяется относит. скоростью источника и при╦мника.
Разновидностью Д. э. является т. н, двойной Д. з. ≈ смещение частоты волн при отражении их от движущихся тел, поскольку отражающий объект можно рассматривать сначала как при╦мник, а затем как переизлучатель волн. Если <о0 и УО ≈ частота и скорость падающей на плоскую границу волны, то частоты со,- вторичных (отраж╦нных и прошедших) волн, распространяющихся со скоростями у/, оказываются равными:
V
3 - ≈≈ cos
1 ≈≈≈ ≈COS»; └.
(3)
16
где Фо, г ≈ углы между волновым вектором соответствующей волны и нормальной составляющей скорости V движения отражающей поверхности. Ф-ла (3) справедлива и в том случае, когда отражение происходит от движущейся границы изменения состояния макроскопически неподвижной среды (напр., волны ионизации в газе). Из не╦ следует, в частности, что при отражении от границы, движущейся навстречу волне, частота повышается, прич╦м эффект тем больше, чем ближе скорость границы и скорость распространения отраженной волны друг к другу.
В случае нестационарных сред (когда параметры среды меняются во времени) изменение частоты может происходить даже для неподвижного излучателя и при╦мника ≈ т. н. параметрический Д. э.
Д. э. назван в честь К. Доплера (Ch. Doppler), к-рый впервые теоретически обосновал его в акустике и оптике (1842). Первое эксперим. подтверждение Д. э. в акустике относится к 1845. Уточнения, необходимые для наблюдения Д. э. в оптике, были сделаны А. Физо (A. Fiseau, 1848), к-рый рассмотрел, в частности, доп-леровское смещение спектральных линий, обнаруженное позднее (1867) в спектрах нек-рых зв╦зд и туманностей. Поперечный Д, э. был обнаружен Г. Айвсом (И. Ives) и Д. Стилуэллом (D. Stilwell, 1938). Обобщение Д. э. на случай нестационарных сред принадлежит В. А. Мнхельсону (1899), на возможность сложного Д. э. в средах с дисперсией н аномального Д. э. при У>у впервые указали В. Л. Гинзбург и И. М. Франк (1942).
Д. э. позволяет измерять скорость движения источников излучении или рассеивающих волны объектов
и находит широкое практич. применение. Так, в астрофизике Д. э. используется для определенна скорости движении звезд, а также скорости вращения небесных. тел. Измерения доилеровского смещения линий в спектрах излучения удал╦нных галактик привели к выводу о расширяющейся Вселенной (см. Краснов смещение). В спектроскопии доплеровское уширение линий излучения атомов и ионов да╦т способ измерения их темп-ры. В радио- и гидролокации Д. э. используется для измерения скорости движущихся целей, а также при синтезе апертуры (см, А нтенна).
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5- изд., М., 1976; Угаров В, А,, Специальная теория, относительности, 2 изд., М.т 1977; Франкфурт У. И,, Френк А. М., Оптика движущихся тел, Мт) 1972; Гинзбург В. Л., Теоретическая физика и: астрофизика. Дополнительные главы, 2 изд., М., 1981; Франк И. М., Эйнштейн и оптика,«УФН», 1979 Т 12Й с. 685.
М. А' Миллер, Ю.М.Сорокин, Н.С.Степанов.
ДОПЛЕРОН ≈ слабозатухающая эл.-магн. волна в металлах, возникновение к-рой обусловлено допдер-сдвпнутым циклотронным резонансом. Существование Д. связано с фермиевским вырождением электронного газа (электронной плазмы) и является характерной особенностью металлов. В этом состоит принципиальное отличие Д. от геликонов, циклотронных и альфве-новских волн, к-рые возбуждаются также и в невырожденной плазме ≈ газовой иди полупроводииковой (см* Плазма твердых тел).
Период доплеронных колебаний в металлич. пластине зависит от напряж╦нности пост, магн. поля //, в к-рое помещена пластина. Их амплитуда обычно возрастает, начиная от ииж. порогового поля //т, достигает максимума, а затем падает при верх, пороге //л-Д. наблюдается только в одной из круговых поляризации (см. Поляризация волн). В щелочных металлах Д. имеет узкую область существования по Н: величины Мтт //Д1 отличаются примерно лишь на 1%. Д. в этих металлах не наблюдается, В анизотропных, т, н, компенсированных, металлах (в к-рых концентрации электронов проводимости и дырок одинаковы) вклады иоси-телей заряда разных знаков в значит, мере компенсируются, что приводит к существенному расширению интервала полей JH, в к-ром наблюдается Д. Закон дисперсии и затухание Дм величина амплитуды и е╦ зависимость от поля Н сильно зависят от вида ферми-поверхности в окрестности е╦ сечения S, на к-ром смещение электронов за циклотронный период является нкстремальным. Поэтому Д. позволяют получить значительно больше информации об электронах проводимости, чем геликоны.
Впервые Д. были обнаружены в кадмии [1]. Описание их свойств в различных металлах см. в [2].
Лит.; 1) Ф и ш е р Л. М. и др., Доплероны в кадмии, «ЖЭТФ», 1971, т. 60, с. 759; 2) С к о б о в Б. Г., Доилер-сдви-нутые циклотронные моды в металлах, и кн.: П л а т ц м а н Ф,, Вольф П., Волны н взаимодействия в плазме тв╦рдого тела, пер. с англ., М., 1975 [Дополнение]. Э, А. Капер.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ ПРИНЦИП ≈ сформулированное Н. Бором (N. Bohr) ц 1927 принципиальное положение квантовой механики, согласно к-рому получение эксперим. информации об одних фия. величинах, описывающих микрообъект (элементарную частицу, атом, молекулу), неизбежно связано с потерей информации о нек-рых др. величинах, «дополнительных» к первым (канонически сопряж╦нных с первыми). Такими взаимно дополнит, величинами являются, цапр,, координата и импульс частицы, В квантовой механике дополнительным физ. величинам соответствуют операторы, не коммутирующие между собой.
С физ. точки зрения, Д. п. часто объясняют (следуя Бору) влиянием изморит, прибора, к-рый всегда является макроскопич. объектом, на состояние микрообъекта. При точном измерении одной из дополнит. величин (напр., координаты частицы) с помощью соответствующего прибора др. величина (импульс) в результате взаимодействия частицы с прибором претер-
