12. Sınıf Fizik · Dalga Mekaniği
Doppler Olayı
- frekans
- dalga boyu
- kırmızıya kayma
- radar
- şok dalgası
Doppler olayı nedir ve günlük hayatta nerede görülür?
Doppler olayı, dalga kaynağı ile gözlemci arasındaki bağıl hareket nedeniyle algılanan frekansın değişmesidir. Olayı ilk kez 1842'de Christian Doppler açıkladı. Yanımızdan geçen ambulansın sireni yaklaşırken ince, uzaklaşırken kalın duyulur; kaynak ile gözlemci birbirine yaklaşıyorsa algılanan frekans kaynağın frekansından büyük, uzaklaşıyorlarsa küçüktür. Olay kaynak hareketliyken, gözlemci hareketliyken ya da ikisi birden hareketliyken gerçekleşir. Hareketli kaynağın önündeki dalga tepeleri sıklaşır, arkasındakiler seyrekleşir. Doppler olayı ışıkta da görülür: Uzaklaşan galaksilerden gelen ışığın kırmızıya kayması evrenin genişlediğini gösterir. Trafik radarları araçtan yansıyan dalganın frekans değişiminden hızı ölçer; tıpta Doppler ultrason kan akışını inceler. Kaynak ses hızından hızlı giderse şok dalgası oluşur. Süpersonik uçakların sonik patlaması bu şok dalgasıdır. Kaynağın kendi yaydığı frekans değil, gözlemcinin algıladığı frekans değişir.
Doppler Olayı: konu anlatımı ve özeti
Yanımızdan geçen ambulansın sireni yaklaşırken ince, uzaklaşırken kalın duyulur. Dalga kaynağı ile gözlemci arasındaki bağıl hareket nedeniyle algılanan frekansın değişmesine Doppler olayı denir; olayı ilk kez 1842'de Christian Doppler açıkladı.
- Kaynak ile gözlemci birbirine yaklaşıyorsa algılanan frekans kaynağın frekansından büyüktür, ses daha ince duyulur.
- Birbirinden uzaklaşıyorlarsa algılanan frekans küçüktür, ses daha kalın duyulur.
- Olay; kaynak hareketliyken, gözlemci hareketliyken ya da ikisi birden hareketliyken gerçekleşir. Kaynağın kendi yaydığı frekans değişmez, değişen algılanan frekanstır.
- Hareketli kaynağın önündeki dalga tepeleri sıklaşır (dalga boyu kısalır), arkasındakiler seyrekleşir.
Sağa hareket eden kaynağın yaydığı dalga tepeleri: önde sıklaşır (dalga boyu kısalır), arkada seyrekleşir - Doppler olayı ışıkta da görülür: Uzaklaşan galaksilerden gelen ışığın kırmızıya kayması, evrenin genişlediğini gösteren kanıtlardandır.
- Trafik radarları, hareketli araçtan yansıyan elektromanyetik dalganın frekans değişiminden hızı ölçer. Tıpta Doppler ultrason, kan akışını incelemekte kullanılır.
- Kaynak ses hızından hızlı hareket ederse dalgalar üst üste biner ve şok dalgası oluşur; süpersonik uçakların sonik patlaması budur.
Unutma: Doppler olayında değişen, gözlemcinin algıladığı frekanstır; dalganın ortamdaki hızı kaynağın hareketiyle değişmez.
Bu özet yapay zekâ ile kitabın ilgili sayfalarından hazırlandı; hata içerebilir. Asıl kaynak MEB ders kitabıdır. İçerikler nasıl hazırlanıyor? · Son güncelleme:
Önce temeli pekiştir
Doppler olayını anlamak için kaynağın önündeki ve arkasındaki dalga tepelerini düşün.
- Kaynak duruyorsa dalga tepeleri her yöne eşit aralıklarla yayılır.
- Kaynak sağa gidiyorsa her yeni tepeyi biraz daha sağdan yayar; sağdaki tepeler sıklaşır, soldakiler seyrekleşir.
- Sık tepeler kulağa daha kısa aralıklarla ulaşır: yüksek frekans, ince ses. Seyrek tepeler: düşük frekans, kalın ses.
Günlük hayattan: İstasyondan geçmeyen hızlı bir trenin kornası yaklaşırken ince, yanından geçtiği anda birden kalınlaşır.
Sık yapılan hata: "Sabit hızla yaklaşan kaynağın sesi giderek incelir." Doğrusu: Kaynak sabit hızla yaklaşıyorsa algılanan frekans sabittir ve kaynağınkinden büyüktür; ses yaklaştıkça incelmez, yalnızca şiddetlenir. Frekans, kaynak yanından geçtiği anda düşer.
Derinleş
Meteoroloji radarlarının yağmur bulutlarının hareket yönünü ve hızını nasıl ölçtüğünü araştır. Ardından astronomların Doppler kaymasıyla yıldızların çevresinde dolanan gezegenleri nasıl keşfettiğini incele. Bu iki uygulamayı karşılaştıran bir tablo hazırla: Hangi dalga kullanılıyor, neyin hareketi ölçülüyor, frekans nasıl değişiyor?
Sorular
Soru bankasından bu konunun soruları, kolaydan zora.
Kolay
1Yanından hızla geçen bir ambulansın sirenini dinleyen Kerem, ses perdesinin araç yaklaşırken ince, uzaklaşırken kalın duyulduğunu fark ediyor. Ambulansın içindeki sağlık görevlisi ise sireni yol boyunca hep aynı perdede duyuyor. Bu durumda değişen büyüklük aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Sirenin yaydığı frekans
- B) Sesin havadaki hızı
- C) Sirenin ses gücü
- D) Kerem'in algıladığı frekans
- E) Havanın sıcaklığı
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Kerem'in algıladığı frekans
Sirenin yaydığı frekans sabittir; görevli sirenle birlikte hareket ettiği için bu frekansı duyar. Kerem ile ambulans arasındaki bağıl hareket yüzünden yalnız Kerem'in algıladığı frekans değişir. Sirenin kendi frekansının değiştiğini düşünmek yaygın bir yanılgıdır.
Kolay
2İstasyon peronunda bekleyen Ayşe, sabit frekansla düdük çalarak önünden geçen bir trenin sesini dinliyor. Tren önünden geçip uzaklaşmaya başladıktan sonra da düdük aynı şekilde çalmaya devam ediyor. Tren uzaklaşırken düdük sesi Ayşe'ye nasıl duyulur?
- A) Daha kalın (düşük frekanslı)
- B) Daha ince (yüksek frekanslı)
- C) Frekansı değişmeden
- D) Önce kalın, sonra ince
- E) Gittikçe incelerek
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Daha kalın (düşük frekanslı)
Kaynak gözlemciden uzaklaşırken dalga tepeleri seyrekleşir, algılanan frekans kaynağın frekansından küçük olur; ses daha kalın duyulur. Sesin yalnız şiddetinin azaldığını, perdesinin değişmediğini düşünmek Doppler olayını gözden kaçırmaktır.
Kolay
3Gökbilimciler uzak bir galaksiden gelen ışığın tayfındaki hidrojen çizgilerini, laboratuvarda hidrojen lambasıyla elde edilen çizgilerle karşılaştırıyor. Galaksinin tayfındaki bütün çizgilerin daha uzun dalga boylarına kaydığını görüyorlar. Bu gözlem galaksi için neyi gösterir?
- A) Galaksinin bize yaklaştığını
- B) Galaksinin sıcaklığının arttığını
- C) Galaksinin bizden uzaklaştığını
- D) Galaksinin hareketsiz olduğunu
- E) Galaksinin parlaklığının azaldığını
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Galaksinin bizden uzaklaştığını
Uzaklaşan kaynaktan gelen ışığın dalga boyu uzar, tayf kırmızıya kayar; bu galaksinin bizden uzaklaştığını gösterir. Yaklaşan bir kaynakta ise çizgiler kısa dalga boylarına, maviye kayardı.
Kolay
4Durakta bekleyen Mert, yanında park hâlinde duran otobüsün kornasını birkaç kez dinliyor ve sesi her seferinde aynı perdede duyuyor. Ardından kornanın perdesinin değişik duyulabileceği durumları düşünüyor. Mert'in kornanın perdesini farklı duyabilmesi için aşağıdakilerden hangisi gereklidir?
- A) Kornanın daha uzun süre çalınması
- B) Havanın sıcaklığının değişmesi
- C) Mert'in otobüse çok yakın durması
- D) Kornanın daha yüksek sesle çalınması
- E) Mert ile otobüs arasında bağıl hareket olması
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Mert ile otobüs arasında bağıl hareket olması
Doppler olayı, kaynak, gözlemci ya da ikisi birden hareket ettiğinde, yani aralarında bağıl hareket olduğunda gözlenir. Kornanın daha yüksek sesle çalınması yalnız ses şiddetini artırır; perdeyi (frekansı) değiştirmez.
Kolay
5Bir ambulans sireni çalarken yolun kenarında hareketsiz duruyor. Ambulansın doğusunda, batısında ve kuzeyinde duran üç kişi sireni dinliyor. Bu kişilerin algıladığı frekanslarla ilgili hangisi doğrudur?
- A) Üçü de sirenin frekansından küçük frekans algılar.
- B) Doğudaki kişi en büyük frekansı algılar.
- C) Üçü de sirenin frekansını aynı algılar.
- D) Kuzeydeki kişi en küçük frekansı algılar.
- E) Batıdaki kişi en büyük frekansı algılar.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Üçü de sirenin frekansını aynı algılar.
Kaynak ve gözlemciler hareketsizse bağıl hareket yoktur ve tüm doğrultularda aynı frekans algılanır. Yöne göre farklı frekans algılanması için kaynağın ya da gözlemcinin hareket etmesi gerekir.
Kolay
6Bir hastanede doktor, damarlardaki kan akışını incelemek için Doppler olayından yararlanan bir cihaz kullanıyor. Bu cihaz aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Tansiyon aleti
- B) Termometre
- C) Röntgen filmi
- D) Doppler ultrason
- E) Stetoskop
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Doppler ultrason
Doppler ultrason, hareket eden kandan yansıyan dalgaların frekans değişimini kullanarak kan akışını inceler. Termometre ve tansiyon aleti Doppler olayına dayanmaz.
Kolay
7Gökbilimciler, uzak galaksilerden gelen ışığın kırmızıya kaydığını gözlemlemektedir. Bu gözlem evrenle ilgili hangi düşünceyi destekleyen kanıtlardandır?
- A) Galaksilerin hareketsiz olduğu
- B) Işığın uzayda yayılamadığı
- C) Evrenin genişlediği
- D) Evrenin küçüldüğü
- E) Galaksilerin Dünya'ya yaklaştığı
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Evrenin genişlediği
Kırmızıya kayma, ışığın frekansının azaldığını ve galaksilerin uzaklaştığını gösterir; bu da evrenin genişlediğini destekleyen kanıtlardandır. Yaklaşan bir kaynakta frekans artar, bu kırmızıya kaymayla uyuşmaz.
Kolay
8Kaldırımda duran Yusuf, kornası çalarak yaklaşan bir motosikletin sesini önce ince, motosiklet önünden geçip uzaklaştıktan sonra ise kalın duyuyor. Kaynak ile gözlemci arasındaki bağıl hareket nedeniyle algılanan frekansın değişmesine ne ad verilir?
- A) Kırınım
- B) Yansıma
- C) Doppler olayı
- D) Rezonans
- E) Girişim
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Doppler olayı
Kaynak ile gözlemci arasındaki bağıl hareket nedeniyle algılanan frekansın değişmesi Doppler olayıdır. Kırınım ve girişim frekans değişimiyle değil, dalgaların bükülmesi ve üst üste binmesiyle ilgilidir.
Kolay
9Karayolunda trafik polisleri araçların hızını ölçmek için bir cihaz kullanıyor. Bu cihaz araca elektromanyetik dalga gönderir ve araçtan yansıyan dalganın frekans değişimini ölçer. Bu cihaz aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Trafik radarı
- B) Termometre
- C) Pusula
- D) Barometre
- E) Dinamometre
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Trafik radarı
Trafik radarı, hareketli araçtan yansıyan elektromanyetik dalganın frekans değişiminden aracın hızını belirler; bu Doppler olayına dayanır. Barometre ve termometre basınç ve sıcaklık ölçer.
Kolay
10Fizik dersinde öğretmen, hareketli kaynaklardan yayılan dalgaların frekansının farklı algılanmasını ilk kez 1842 yılında açıklayan bilim insanını soruyor. Bu bilim insanı kimdir?
- A) Isaac Newton
- B) Christiaan Huygens
- C) Thomas Young
- D) Christian Doppler
- E) Francesco Grimaldi
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Christian Doppler
Olayı ilk kez 1842'de Christian Doppler açıklamıştır ve olay onun adıyla anılır. Young çift yarık deneyiyle ışığın girişimini göstermiştir.
Kolay
11Doppler olayında kaynağın ya da gözlemcinin hareketiyle bir nicelik değişir. Bu olayda değişen nicelik aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Gözlemcinin algıladığı frekans
- B) Sesin havadaki hızı
- C) Kaynağın kendi yaydığı frekans
- D) Ortamın sıcaklığı
- E) Kaynağın kütlesi
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Gözlemcinin algıladığı frekans
Doppler olayında kaynağın yaydığı frekans ve dalganın ortamdaki hızı değişmez; değişen, gözlemcinin algıladığı frekanstır. Kaynağın kendi frekansının değiştiğini düşünmek sık yapılan bir hatadır.
Kolay
12Okul zili çalarken Emre bisikletiyle okuldan uzaklaşıyor. Zil yerinde sabit olduğuna göre Emre zilin sesini, okulda duran arkadaşlarına göre nasıl duyar?
- A) Frekansı iki katına çıkmış olarak
- B) Hiç duymaz
- C) Daha ince, yani daha büyük frekanslı
- D) Daha kalın, yani daha küçük frekanslı
- E) Arkadaşlarıyla tamamen aynı
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Daha kalın, yani daha küçük frekanslı
Gözlemci kaynaktan uzaklaşırken birim zamanda kulağına ulaşan dalga sayısı azalır; algılanan frekans küçülür ve ses kalın duyulur. Doppler olayı yalnız kaynak hareket ettiğinde değil, gözlemci hareket ettiğinde de görülür.
Kolay
13Paralel raylarda iki tren birbirine doğru yaklaşıyor. Trenlerden biri sabit frekanslı düdüğünü çalıyor. Diğer trendeki yolcunun algıladığı frekans, düdüğün frekansına göre nasıldır?
- A) Eşittir, ses aynı duyulur.
- B) Önce küçük, sonra büyüktür.
- C) Sıfırdır, ses duyulmaz.
- D) Daha küçüktür, ses daha kalın duyulur.
- E) Daha büyüktür, ses daha ince duyulur.
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Daha büyüktür, ses daha ince duyulur.
Kaynak ve gözlemci birbirine yaklaşıyorsa algılanan frekans kaynağın frekansından büyüktür ve ses ince duyulur. Kalın duyulma birbirinden uzaklaşma durumuna aittir.
Kolay
14Bir hava gösterisinde jet uçaklarının şok dalgası oluşturduğu anlatılıyor. Bir uçağın şok dalgası oluşturabilmesi için hızıyla ilgili hangi koşul sağlanmalıdır?
- A) Uçak yalnız yere doğru alçalmalıdır.
- B) Uçağın hızı sesin havadaki hızından küçük olmalıdır.
- C) Uçak havada hareketsiz durmalıdır.
- D) Uçağın hızı ışık hızına eşit olmalıdır.
- E) Uçağın hızı sesin havadaki hızından büyük olmalıdır.
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Uçağın hızı sesin havadaki hızından büyük olmalıdır.
Kaynak ses hızından hızlı hareket ederse dalgalar üst üste biner ve şok dalgası oluşur. Ses hızından yavaş giden uçakta Doppler olayı görülür ama şok dalgası oluşmaz.
Kolay
15Bir gözlemci, bir ses kaynağının sesini kaynağın kendi frekansına göre daha ince duyuyor. Bu durumda gözlemcinin algıladığı frekans, kaynağın yaydığı frekansa göre nasıldır?
- A) Daha büyüktür.
- B) Eşittir.
- C) Sıfırdır.
- D) Daha küçüktür.
- E) Yarısıdır.
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Daha büyüktür.
İnce ses yüksek frekanslı sestir; gözlemci sesi ince duyuyorsa algıladığı frekans kaynağınkinden büyüktür. Kalın ses ise düşük frekansa karşılık gelir.
Kolay
16Bir öğrenci Doppler olayının yalnız ses dalgalarında görüldüğünü düşünüyor. Doppler olayı hangi dalgalarda gözlenebilir?
- A) Hiçbir dalgada gözlenmez
- B) Yalnız ışık dalgalarında
- C) Yalnız ses dalgalarında
- D) Yalnız su dalgalarında
- E) Ses, ışık ve su dalgalarında
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Ses, ışık ve su dalgalarında
Doppler olayı ses dalgalarının yanında ışık ve su dalgalarında da gözlenir; galaksilerden gelen ışığın kırmızıya kayması bunun bir örneğidir. Olayı yalnız sese özgü sanmak yaygın bir yanılgıdır.
Kolay
17Bir limandaki deniz feneri, sisli havada sabit frekanslı düdüğünü çalıyor. Fenere doğru ilerleyen bir feribotun güvertesindeki Arda, düdüğün sesini kıyıda duran birinin duyduğundan daha ince duyuyor. Hava durgundur. Arda'nın sesi daha ince duymasının nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Arda'nın kulağına birim zamanda ulaşan ses dalgası sayısının artması
- B) Düdüğün, feribot yaklaştıkça daha büyük frekansla ses yaymaya başlaması
- C) Ses dalgalarının havadaki yayılma hızının fenere yaklaştıkça azalması
- D) Düdükten çıkan dalgaların dalga boyunun feribotun önünde uzaması
- E) Ses dalgalarının genliğinin fenere yaklaştıkça giderek büyümesi
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Arda'nın kulağına birim zamanda ulaşan ses dalgası sayısının artması
Kaynak dururken gözlemci kaynağa yaklaşırsa birim zamanda karşılaştığı (işittiği) ses dalgası sayısı artar; algıladığı frekans kaynağın frekansından büyük olur ve sesi daha ince duyar. Düdüğün yaydığı frekans ve sesin havadaki hızı değişmez. Genliğin büyümesi sesin inceliğini değil şiddetini (yüksekliğini) artırır.
Kolay
18Bir dalga leğeninde sabit frekansla çalışan noktasal bir kaynak, su yüzeyinde doğu-batı doğrultusunda sabit hızla hareket ettiriliyor. Yukarıdan bakıldığında kaynağın oluşturduğu dairesel dalga tepelerinin, kaynağın batı tarafında birbirine yakın (sık), doğu tarafında ise birbirinden uzak (seyrek) olduğu görülüyor. Kaynağın hareket yönü ve batı tarafındaki dalgaların dalga boyu için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- A) Kaynak doğuya gitmektedir; batıdaki dalgaların dalga boyu daha büyüktür.
- B) Kaynak doğuya gitmektedir; batıdaki dalgaların dalga boyu daha küçüktür.
- C) Kaynak batıya gitmektedir; batıdaki dalgaların dalga boyu daha büyüktür.
- D) Kaynak batıya gitmektedir; batıdaki dalgaların dalga boyu daha küçüktür.
- E) Kaynak batıya gitmektedir; iki taraftaki dalga boyları birbirine eşittir.
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Kaynak batıya gitmektedir; batıdaki dalgaların dalga boyu daha küçüktür.
Hareketli kaynak, yaydığı dalgaların ardından ilerlediği için hareket yönündeki dalga tepeleri sıklaşır, arkasındakiler seyrekleşir. Tepeler batı tarafında sık olduğuna göre kaynak batıya doğru hareket etmektedir. Ardışık iki tepe arasındaki uzaklık dalga boyu olduğundan batı tarafındaki dalga boyu doğu tarafındakinden küçüktür. Batıda duran bir gözlemci bu dalgaları kaynağın frekansından daha büyük frekansla algılar.
Orta
19Sabit frekanslı sirenini çalan bir ambulans düz bir yolda ilerliyor. Yolun iki ucunda bekleyen iki öğrenci, ambulansın önündeki ve arkasındaki ses dalgalarını karşılaştırıyor. Ambulansın önündeki ve arkasındaki dalgaların dalga boyları için aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
- A) Önünde uzar, arkasında kısalır.
- B) Her iki tarafta da kısalır.
- C) Önünde kısalır, arkasında uzar.
- D) Her iki tarafta da değişmez.
- E) Önünde uzar, arkasında değişmez.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Önünde kısalır, arkasında uzar.
Hareketli kaynak önündeki dalga tepelerini sıkıştırır, arkasındakileri seyrekleştirir; dalga boyu önde kısalır, arkada uzar. Ses hızı değişmediği için öndeki öğrenci daha yüksek, arkadaki daha düşük frekans algılar.
Orta
20Bir hava gösterisinde jet uçağı alçaktan geçerken ses hızını aşıyor. Uçak izleyicilerin üzerinden geçtikten kısa bir süre sonra yerdeki herkes gök gürültüsüne benzeyen güçlü bir patlama sesi duyuyor. İzleyicilerin duyduğu patlama sesi aşağıdakilerden hangisiyle açıklanır?
- A) Şok dalgası (sonik patlama)
- B) Işığın kırmızıya kayması
- C) Tek yarıkta kırınım
- D) İnce tabakada girişim
- E) Sesin yankılanması
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Şok dalgası (sonik patlama)
Kaynak ses hızından hızlı hareket ederse önündeki dalgalar üst üste binerek koni biçiminde bir şok dalgası oluşturur; bu dalga yere ulaştığında patlama sesi duyulur. Patlamayı yankıya bağlamak yanılgıdır; ses yansımadan, doğrudan şok dalgasıyla gelir.
Katkıda bulun
Özette bir hata mı gördün, eklenmesi gereken bir bilgi ya da güzel bir soru mu var? Öner; yönetici onaylarsa sitede yayımlanır ve sana bildirim gelir.
