Discussione:Effetto Doppler

	Questa voce rientra tra gli argomenti trattati dal progetto tematico sottoindicato. Puoi consultare le discussioni in corso, aprirne una nuova o segnalarne una avviata qui.
Fisica bar di progetto monitoraggio voci

	La voce non è stata ancora monitorata, fallo ora!
nc Nessuna informazione sull'accuratezza dei contenuti. (che significa?) nc Nessuna informazione sulla scrittura. (che significa?) nc Nessuna informazione sulla presenza di fonti. (che significa?) nc Nessuna informazione sulla presenza di immagini o altri supporti grafici. (che significa?)

Per correggere una (piccola) confusione di simboli nel richiamo alle misurazioni astronomiche, ho sentito il bisogno di riscrivere una parte della sezione "Spiegazione del fenomeno", limitandomi alla suddivisione in sottosezioni e ristrutturando solo la prima sottosezione "Moto della sorgente". Non mi sento di giurare che il resto sia soddisfacente, ma lascio la verifica alla buona volontà di qulcun altro. --ViciDig(msg) 23:12, 8 feb 2014 (CET)

AVREI UNA DOMANDA DA FARE A PROPOSITO DI QUESTO ARGOMENTO: sE OLTRE AL MOVIMENTO DELLA SORGENTE,O DELL'OSSERVATORE O DI ENTRAMBI, SPIRASSE ANCHE DEL VENTO,SENZA PERò INFLUIRE SULLE VELOCITà DELL'OSSERVATORE O DELLA SORGENTE,ESSO INCIDEREBBE NEL CALCOLO DELLA FREQUENZA UDITA??

Ambiguità

Ma scusate un attimo...Come si fa a dire che la frequenza non cambia, all'inizio, e poi dire che quello che cambia è la lunghezza d'onda, ossia l'altezza del suono??

Mi sembra che la didascalia della prima immagine ("Una sorgente di onde in movimento verso sinistra. La frequenza è maggiore sia a sinistra che a destra") sia errata! La frequenza del suono percepito è maggiore a sinistra (nel senso del moto della sorgente) e minore a destra, rispetto a quella del suono emesso dalla sorgente. Aurelio

Ciao Aurelio. Ricordati di firmare, quando scrivi (tasto "matita blu" nel menu. Secondo quanto scritto qui pare che ne l'immagine ne tu abbiate proposto la forma corretta :) La mettiamo in : "sia a sinistra sia a destra" ? --Windino [Rec] 21:31, 8 feb 2017 (CET) Edit, ah non ne facevi una questione di ortografia. Hai scritto a tocchi e non avevo capito. --Windino [Rec] 21:34, 8 feb 2017 (CET)

Ciao e grazie Windino. Non ne facevo una questione di ortografia! La didascalia è **concettualmente** sbagliata, in quanto la frequenza è maggiore a sinistra e MINORE a destra, come appare dalla lunghezza d'onda che è minore a sinistra (= frequenza maggiore), in accordo al testo che poi segue.--Aurelio87.14.45.15 (msg) 20:40, 9 feb 2017 (CET)

Ciao Aurelio. Si, avevo capito. Provvedo ora. Non ero intervenuto sulla voce per evitare conflitti di edizione. Grazie (P.S. L'effetto Doppler è stato uno dei miei macigni per tempo :) )! --Windino [Rec] 21:58, 9 feb 2017 (CET)

Così esposto è forse più "elegante" (frequenza rispetto al verso, sulla stessa direzione) --Windino [Rec] 22:02, 9 feb 2017 (CET)

OK Windino. Forse sarebbe meglio".... La frequenza aumenta nel verso del moto"Aurelio--95.236.76.130 (msg) 21:16, 10 feb 2017 (CET)

Ti ringrazio. Noto in molte pagine di Fisica, Matematica, scienze applicate in genere... la difficoltà del coniugare la rigorosità del concetto con l'esporlo in linguaggio comprensibile che non sia troppo "facilone". Non amo molto, i rimandi ad ulteriori voci per capire un termine, se questo può essere reso comprensibile con 3 parole in più:)--Windino [Rec] 21:36, 10 feb 2017 (CET)

Paragrafo "Applicazioni - Vita quotidiana" Suggerirei di rimuovere o rielaborare

Mi immedesimo in chi (io, in primis) cerca di capire l'effetto Doppler, passa a "applicazioni - vita quotidiana" e legge la citazione (inutile) di (chi ? ho inserito io di cosa si occupava Dobson, noto per i telescopi a basso costo ok ma non credo la persona piu indicata da cui trarre citazioni).. Arrivando a "Poiché, normalmente, la sirena passa ad una certa distanza dall'osservatore, la sua velocità radiale cambia continuamente,..." clicco per capire cosa sia la velocità radiale e questa si rifà all'effetto doppler, mentre la "velocità vettoriale della sirena" viene data per assunta. Si cerca di spiegare la Fisica o si digita qualcosa tra il capito, l'intuito e gli esempi dei "forse non tutti sanno che" ? Scusate lo sfogo ma tutto il passo mi sembra fuorviante. --Ennius (msg) 00:28, 17 set 2016 (CEST)

Collegamenti esterni modificati

Gentili utenti,

ho appena modificato 1 collegamento esterno sulla pagina Effetto Doppler. Per cortesia controllate la mia modifica. Se avete qualche domanda o se fosse necessario far sì che il bot ignori i link o l'intera pagina, date un'occhiata a queste FAQ. Ho effettuato le seguenti modifiche:

• Aggiunta del link all'archivio https://web.archive.org/web/20090512192731/http://archive.ncsa.uiuc.edu/Cyberia/Bima/doppler.html per http://archive.ncsa.uiuc.edu/Cyberia/Bima/doppler.html

Fate riferimento alle FAQ per informazioni su come correggere gli errori del bot.

Saluti.—InternetArchiveBot (Segnala un errore) 16:02, 9 apr 2019 (CEST)

Collegamenti esterni interrotti

Una procedura automatica ha modificato uno o più collegamenti esterni ritenuti interrotti:

• Aggiunta del link all'archivio https://web.archive.org/web/20041204200517/http://ww2.unime.it/dipart/i_fismed/wbt/ita/doppler/doppler_ita.htm per http://ww2.unime.it/dipart/i_fismed/wbt/ita/doppler/doppler_ita.htm

In caso di problemi vedere le FAQ.—InternetArchiveBot (Segnala un errore) 13:34, 2 lug 2020 (CEST)

Prova sperimentale in ambito acustico

Nel paragrafo "storia" si legge che sia stato proprio Doppler a fare l'esperimento con il treno ed i suonatori. In altre wiki trovo invece che l'esperimento sarebbe stato fatto da Buys Ballot. Come stanno le cose? --Aldoaldoz (msg)

Sezione sonar

Sposto qui la sezione "Il sonar", che è decisamente troppo tecnica e dettagliata per una voce di fisica. Le basi dell'argomento possono essere enciclopediche, ma i dettagli da manuale non sono adatti a Wikipedia. [@ Funzioni di correlazione] che ha scritto la sezione.

Sezione spostata

Il sonar

L'effetto Doppler è usato anche per la misura della velocità di un bersaglio sonar; la misura si avvale delle variazioni di frequenza dell'eco. dovute al moto relativo tra la sorgente sonora e il bersaglio.

Tramite tale fenomeno fisico, ed opportune trasformazioni, il sonar può rilevare la componente della velocità relativa del bersaglio lungo la congiungente bersaglio-sottomarino; l'informazione dedotta coadiuva le strategie operative.

Condizioni operative nella scoperta sonar con il metodo dell'eco

Le condizioni operative sul campo possono assumere diverse geometrie, alcune di queste sono indicate in figura 1:

figura 1 Diverse configurazioni sul campo tra sottomarino (a) in fase di scoperta e bersaglio (b).

Per posizioni del sottomarino (a) e del bersaglio (b) sulla lstessa rotta o rotte opposte abbiamo:

• 1) Sottomarino (a) fermo, in fase di scoperta attiva, bersaglio (b) anch'esso fermo.

• 2) Sottomarino (a) fermo, in fase di scoperta attiva, bersaglio (b) in allontanamento.

• 3) Sottomarino (a) fermo, in fase di scoperta attiva, bersaglio (b) in avvicinamento.

• 4) Sottomarino (a) e bersaglio (b) in avvicinamento tra loro.

• 5) Sottomarino (a) e bersaglio (b) in allontanamento l'uno dall'altro

Per traiettorie inclinate tra loro:

• 6) Sottomarino (a) e bersaglio (b) su rotte diverse.

Il significato delle frecce:

• Freccia rossa, il percorso dell'impulso emesso dal trasmettitore sonar del sottomarino (a), che colpisce il bersaglio (b).

• Freccia blu, il percorso dell'eco di ritorno dal bersaglio verso il ricevitore del sonar.

Rapporto tra frequenza dell'impulso emesso dal sonar e frequenza dell'eco di ritorno

Facendo riferimento alla figura precedente si deduce come l'effetto Doppler condizioni la frequenza dell'eco.

• 1) Nel caso in cui, tanto il sottomarino (a) in fase di scoperta sonar, quanto il bersaglio (b) siano fermi, la frequenza $F_{e}$ dell'eco ricevuta dal sonar è uguale alla frequenza $F_{t}$ emessa dal trasmettitore del sonar; e non si ha generazione dell'effetto Doppler.

• 2) Nel caso in cui il sottomarino (a) sia fermo, in fase di scoperta sonar, e che il bersaglio (b) sia in allontanamento, la frequenza $F_{e}$ dell'eco ricevuta dal sonar è inferiore alla frequenza $F_{t}$ emessa dal trasmettitore del sonar:$\quad F_{e}<F_{t}$.

• 3) Nel caso in cui il sottomarino (a) sia fermo, in fase di scoperta sonar, e che il bersaglio (b) sia in avvicinamento, la frequenza $F_{e}$ dell'eco ricevuta dal sonar è superiore alla frequenza $F_{t}$ emessa dal trasmettitore del sonar:$\quad F_{e}>F_{t}$.

• 4) Nel caso in cui il sottomarino (a), in fase di scoperta sonar, e che il bersaglio (b) siano entrambi in avvicinamento tra loro, la frequenza $F_{e}$ dell'eco ricevuta dal sonar è superiore alla frequenza $F_{t}$ emessa dal trasmettitore del sonar:$\quad F_{e}>F_{t}$.

• 5) Nel caso in cui il sottomarino (a), in fase di scoperta sonar, e il bersaglio (b) siano entrambi in allontanamento tra loro, la frequenza $F_{e}$ dell'eco ricevuta dal sonar è inferiore alla frequenza $F_{t}$ emessa dal trasmettitore del sonar:$\quad F_{e}<F_{t}$.

• 6) Nel caso in cui il sottomarino (a), in fase di scoperta sonar, e che il bersaglio (b) siano su due traiettorie diverse, la frequenza $F_{e}$ dell'eco ricevuta dal sonar è diversa dalla frequenza $F_{t}$ emessa dal trasmettitore del sonar:$\quad F_{e}\neq F_{t}$.

Situazione statica dei semoventi

Con riferimento al caso 1) della figura, con sottomarino e bersaglio fermi, non si genera l'effetto Doppler e la frequenza contenuta nell'eco è uguale alla frequenza dell'impulso emesso dal sonar.

Calcolo della frequenza Fe dell'eco a causa dell'effetto Doppler

Nel caso 2) della figura, nell'ipotesi che l'ambiente abbia un basso grado di riverberazione, la $F_{e}$ dell'eco si può calcolare indicando con $SD$ la variazione di frequenza subita da $F_{t}$ a causa dell'effetto Doppler.

Il valore di $SD$ è calcolabile con l'espressione approssimata:

$SD=2\cdot F_{t}\cdot (Vs/c)$

dove:

$F_{t}$ frequenza impulso emesso dal sonar

$Vs=Va-Vb$ è la differenza di velocità tra il sottomarino (a) e il bersaglio (b), espressa in $m/s$.

$C$ è la velocità del suono in mare $(1530\ m/s)$

Calcolo della velocità Vb del bersaglio in allontanamento

Con riferimento al caso 2) della figura, con sottomarino fermo e bersaglio in allontanamento si ha: $F_{e}<F_{t}$. Elaborando le espressioni sviluppate inizialmente si ottiene l'algoritmo:

$Vb=C\cdot [(F_{t}-F_{e})/(2\cdot F_{t})]$

che consente una valutazione approssimata della velocità del bersaglio.

Esempio:

Se l'operatore al sonar emette un impulso alla frequenza $F_{t}=9000\ Hz$ e riceve un'eco dal bersaglio alla frequenza $F_{e}=8800\ Hz$, riscontrando che $F_{e}<F_{t}$, stabilisce che il bersaglio è in allontanamento; dal calcolo ne rileva, successivamente, la velocità con l'espressione:

$Vb=1530\cdot [(9000\ Hz-8800\ Hz)/(2\cdot 9000\ Hz)]$ = $17\ m/s$ pari a $33$ nodi

Calcolo della velocità Vb del bersaglio in avvicinamento

Con riferimento al caso 3) della figura, con sottomarino fermo e bersaglio in avvicinamento si ha: $F_{e}>F_{t}$.

Elaborando le espressioni sviluppate inizialmente si ottiene l'algoritmo:

$Vb=C\cdot [(F_{e}-F_{t})/(2\cdot F_{t})]$

che consente la valutazione approssimata della velocità del bersaglio.

Esempio:

Se l'operatore al sonar emette un impulso alla frequenza $F_{t}=9000\ Hz$ e riceve un'eco dal bersaglio alla frequenza $F_{e}=9100\ Hz$, riscontrando che $F_{e}>F_{t}$, stabilisce che il bersaglio è in avvicinamento; dal calcolo ne rileva, successivamente, la velocità con l'espressione:

$Vb=1530\cdot [(9100\ Hz-9000\ Hz)/(2\cdot 9000\ Hz)]$ = $8.4\ m/s$ pari a $16.3$ nodi

Calcolo della velocità Vb del bersaglio con sottomarino e bersaglio in avvicinamento tra loro

Con riferimento al caso 4) della figura, con sottomarino e bersaglio in avvicinamento tra loro si ha: $F_{e}>F_{t}$.

Elaborando le espressioni sviluppate inizialmente si ottiene l'algoritmo:

$Vb=|[C\cdot (F_{t}-F_{e})+(2\cdot Va\cdot F_{t})]/(2\cdot F_{t})]|$

che consente la valutazione approssimata della velocità del bersaglio.

Esempio

Un sottomarino (a) naviga a velocità $Va=\ 10\ m/s.$ (pari a $19.4$) nodi verso un bersaglio (b); l'operatore al sonar dopo aver emesso un impulso alla frequenza $F_{t}=5000\ Hz$ riceve un'eco dal bersaglio alla frequenza $F_{e}=5100\ Hz$, riscontrando che $F_{e}>F_{t}$, deduce che il bersaglio sia in avvicinamento, successivamente ne calcola la velocità con l'espressione:$Vb=|[1530\cdot (5000-5100)+(2\cdot 10\cdot 5000)]/(2\cdot 5000)]|$ = $5.3\ m/s.$ pari a $10.3$ nodi.

Calcolo della velocità Vb del bersaglio con sottomarino e bersaglio in allontanamento tra loro

Con riferimento al caso 5) della figura, con sottomarino e bersaglio in allontanano tra loro si ha: $F_{e}<F_{t}$.

Elaborando le espressioni sviluppate inizialmente si ottiene l'algoritmo:

$Vb=|[C\cdot (F_{e}-F_{t})+(2\cdot Va\cdot F_{t})]/(2\cdot F_{t})]|$

che consente la valutazione approssimata della velocità del bersaglio.

Esempio

Un sottomarino (a) naviga a velocità $Va=5\ m/s.(9.7)\$ nodi rispetto ad un bersaglio (b) in allontanamento; l'operatore al sonar dopo aver emesso un impulso alla frequenza $F_{t}=10000\ Hz$ riceve un'eco dal bersaglio alla frequenza $F_{e}=9800\ Hz$, riscontrando che $F_{e}<F_{t}$, deduce che il bersaglio sia in allontanamento, successivamente ne calcola la velocità con l'espressione:$Vb=|[1530\cdot (9800-10000)+(2\cdot 5\cdot 10000)]/(2\cdot 10000)]|$ = $10.3\ m/s.$ pari a $20$ nodi.

Calcolo della velocità Vb del bersaglio con sottomarino e bersaglio su traiettorie inclinate

Con riferimento al caso 6) della figura, con sottomarino e bersaglio su traiettorie inclinate tra loro si ha: $F_{e}\neq F_{t}$.

Se i movimenti del bersaglio non sono effettuati lungo la stessa rotta con il sottomarino, ma secondo una retta inclinata dell’angolo $\alpha$, rispetto alla traiettoria del sottomarino, le formule impiegate per i diversi casi di della figura, dal 2) al 5), saranno ancora valide ma vedranno le variabili della velocità, Va e Vb modificarsi rispettivamente in:

$Va'=Va\cdot \cos \alpha$

$Vb'=Vb\cdot \cos \alpha$

Qualora l’angolo $\alpha$ assuma l’ampiezza di $90$° il valore della variabile $SD=2\cdot F_{t}\cdot (Vs/c)$ sarà nullo dato che $Vs=Va-Vb$ si trasforma in $Va'-Vb'=Va\cdot \cos \alpha$ - $Vb\cdot \cos \alpha$ con il conseguente annullamento del Doppler.

Bibliografia

• Department of the Navy, Advanced Submarine Sonar Technology, Washington D.C., Napers 93084 Bureau of Naval Personnel, 1965.

• J.W. Horton, Foundamentals of Sonar, United States Naval Institute, Annapolis Maryland, 1959

• Del Turco, Sonar- Principi - Tecnologie – Applicazioni, Tip. Moderna La Spezia, 1992.

• G. Pazienza, Fondamenti della localizzazione marina, La Spezia, Studio grafico Restani, 1970.

• Raytehon, Sonar Performance Calculator Submarine Signal Division, Portsmouth

--Dr ζimbu (msg) 10:36, 18 mag 2023 (CEST)