Une découverte qui est utilisée de diverses manières est la effet Doppler, même si à première vue la découverte scientifique semble plutôt peu pratique.
L'effet Doppler concerne les ondes, les choses qui produisent ces ondes (sources) et les choses qui reçoivent ces ondes (observateurs). Il dit essentiellement que si la source et l'observateur se déplacent l'un par rapport à l'autre, la fréquence de l'onde sera différente pour les deux. Cela signifie que c'est une forme de relativité scientifique.
Il y a en fait deux domaines principaux où cette idée a été mise à profit dans un résultat pratique, et les deux se sont retrouvés avec la poignée de "radar Doppler." Techniquement, le radar Doppler est ce qui est utilisé par les "pistolets radar" des policiers pour déterminer la vitesse d'un moteur véhicule. Une autre forme est le radar Pulse-Doppler qui est utilisé pour suivre la vitesse des précipitations météorologiques, et généralement, les gens connaissent le terme utilisé dans ce contexte lors des rapports météorologiques.
Radar Doppler: pistolet radar de police
Le radar Doppler fonctionne en envoyant un faisceau de un rayonnement électromagnétique des ondes, accordées à une fréquence précise, sur un objet en mouvement. (Vous pouvez utiliser le radar Doppler sur un objet stationnaire, bien sûr, mais c'est assez inintéressant à moins que la cible ne bouge.)
Lorsque l'onde de rayonnement électromagnétique frappe l'objet en mouvement, elle "rebondit" vers la source, qui contient également un récepteur ainsi que l'émetteur d'origine. Cependant, étant donné que l'onde réfléchie par l'objet en mouvement, l'onde est décalée comme indiqué par le effet Doppler relativiste.
Fondamentalement, l'onde qui revient vers le radar est traitée comme une onde entièrement nouvelle, comme si elle avait été émise par la cible sur laquelle elle a rebondi. La cible agit essentiellement comme une nouvelle source pour cette nouvelle vague. Lorsqu'elle est reçue au niveau du canon, cette onde a une fréquence différente de la fréquence à laquelle elle a été initialement envoyée vers la cible.
Depuis le rayonnement électromagnétique était à une fréquence précise lors de son envoi et est à une nouvelle fréquence à son retour, cela peut être utilisé pour calculer la vitesse, v, de la cible.
Radar Doppler pulsé: Radar Doppler météo
Lorsque vous regardez la météo, c'est ce système qui permet de représenter tourbillonnant les conditions météorologiques et, plus important encore, d'analyser en détail leur mouvement.
Le système radar Pulse-Doppler permet non seulement la détermination de la vitesse linéaire, comme dans le cas du canon radar, mais permet également le calcul des vitesses radiales. Il le fait en envoyant des impulsions au lieu de faisceaux de rayonnement. Le décalage non seulement en fréquence mais aussi en cycles porteurs permet de déterminer ces vitesses radiales.
Pour ce faire, un contrôle minutieux du système radar est nécessaire. Le système doit être dans un état cohérent qui permet la stabilité des phases des impulsions de rayonnement. Un inconvénient est qu'il existe une vitesse maximale au-dessus de laquelle le système Pulse-Doppler ne peut pas mesurer la vitesse radiale.
Pour comprendre cela, considérons une situation où la mesure entraîne un décalage de 400 degrés de la phase de l'impulsion. Mathématiquement, cela est identique à un décalage de 40 degrés, car il a traversé un cycle entier (360 degrés complets). Les vitesses provoquant des changements comme celui-ci sont appelées «vitesse aveugle». C'est une fonction de l'impulsion fréquence de répétition du signal, donc en modifiant ce signal, les météorologues peuvent empêcher cela à certains degré.
Édité par Anne Marie Helmenstine, Ph. D.