Доплеровский сдвиг

Если источник имеет некоторую скорость движения относительно рассеивателя, то задаваемый таким образом доплеровский сдвиг скорости для линии испускания приводит к возможно- [c.233]

Температурный (доплеровский) сдвиг линии возникает вследствие изменения энергии у-квантов при их излучении и поглощении в результате релятивистского изменения массы излучающих и поглощающих ядер соотв. ( красное смещение ). Напр., для Ре ожидаемое смещение при переходе от комнатной т-ры к Г -> О близко к естеств. ширине линии. Поскольку различие в т-рах источника и поглотителя более 300 К встречается редко, вклад мал и обычно маскируется более сильным сдвигом 8, к-рый от т-ры не зависит. [c.37]

При движении центры рассеяния испытывают низкочастотный доплеровский сдвиг по отношению к частоте падающего света, в результате чего рассеянный свет перестает быть чисто монохроматическим квазиупругое рассеяние). Вместо одной рэлеевской линии наблюдается рэлеевский пик. Форму пика можно оценить с помощью спектроскопии биения света, называемой также спектроскопией рэлеевских широких полос (разд. 13.4), [c.196]

Спектроскопия биения света (называемая также спектроскопией, основанной на доплеровском сдвиге, или рэлеевской спектроскопией ширины полосы) используется для оценки формы (ширины линии) пика Рэлея. [c.212]

Для решения ряда задач аэро- и гидромеханики в последнее время получил широкое распространение лазерный доплеров-ский метод [145]. Появление оптических квантовых генераторов дало возможность создавать оптические доплеровские измерители скорости, которые могут быть использованы для исследования несамосветящихся объектов. Сущность эффекта Доплера заключается в изменении частоты электромагнитных колебаний при рассеянии на частицах, движущихся в потоке. Разность между частотами колебаний опорного и рассеянного излучений соответствует доплеровскому сдвигу частоты, пропорциональному скорости движения частиц потока. В исследуемые потоки вводятся мелкие частицы, причем при использовании квантовых генераторов в качестве источника когерентного излучения концентрация частиц (например, шарики полистирола диаметром 0,5 мкм) может быть ничтожной (1 30 000), что практически не сказывается на гидродинамических характеристиках потока. Интересные результаты работы [146], в которой метод использован для исследования распределения скоростей в жидкости при естественной конвекции, позволяют судить о возможности использования этого метода и для изучения поверхностной конвекции. [c.105]

Доплеровский сдвиг легко получается в пределе малых скоростей нуклона р = р/М. Распределение по импульсу нуклона выражается через фурье-образ s- и d-волновых функций дейтрона i/ s.D (г = Гр-Гп), определенных в (3.28) — (3.30) [c.118]

При одинаковом химическом состоянии источника и поглотителя и одинаковой температуре доплеровский сдвиг резонансной [c.115]

Суммарный доплеровский сдвиг, наблюдаемый и в контурах испускания, и в контурах поглощения линий, испускаемых импульсными лампами с полым катодом [23], может присутствовать в излучении импульсных атомизаторов. Доплеровский уширенный контур описывается функцией Гаусса, если атомы имеют максвелловское расиределение скоростей, как, например, в случае термодинамического равновесия. Функция Гаусса имеет вид [c.142]

Когда эти два пучка распространяются в противоположных направлениях, они взаимодействуют с тем же самым подмножеством доплеровских скоростей, если их соответствующие длины волн расположены на равных расстояниях по обе стороны от длины волны Ко, соответствующей атомам с нулевой доплеровской скоростью. В этом случае можно произвольно принять, что зондирующий пучок распространяется в обычном направлении (для которого первоначально был определен доплеровский сдвиг), в то время как сильный пучок имеет обратное направление. Тогда длины волн зондирующего пучка Кр и Яо для атомов в рассматриваемом подмножестве доплеровских скоростей остаются для формулы (55) в той же самой системе отсчета, а длина волны для атомов в подмножестве доплеровских скоростей, которое облучается сильным пучком с длиной волны Кз, теперь задается выражением Яо + (Яс — 5) = (2Яо — [c.176]

Для устранения доплеровского уширения можно использовать двухфотонную спектроскопию, где два фотона, одновременно поглощаемые для возбуждения молекулярного перехода, принадлежат двум разным лазерным волнам, распространяющимся в противоположных направлениях 2. В системе координат молекулы, перемещающейся с компонентой скорости Уг, частоты двух лазерных волн имеют доплеровский сдвиг [c.283]

Широкое распространение в практике экспериментального исследования гидродинамики двухфазных сред в химикотехнологических аппаратах получил фотоэлектронный метод регистрации доплеровского сдвига частоты, основанный на гетеродинном преобразовании опорного и рассеянного излучения. Так, верхний предел скорости, которая может быть зарегистрирована с помощью фотоэлектронного метода, составляет сотни метров в секунду, а нижний предел измеряемых скоростей ограничивается скоростью диффузии частиц в потоке, которая составляет сотые доли миллиметра в секунду. Следовательно этот метод позволяет регистрировать доплеровские сдвиги частот, соответствующие всему диапазону изменения скоростей движения фаз, характерных для двухфазных потоков в химико-технологических аппаратах. [c.74]

Учитывая, что вектор чувствительности К=Крас—Ко (Крас — волновой вектор рассеянного света Ко — волновой вектор падающего овета), приведенную ранее формулу для доплеровского сдвига частоты vd можно представить в виде [c.82]

Фотоэлектронный способ выделения доплеровского сдвига частот позволяет использовать все преимущества электронной обработки сигналов, в том числе дает возможность создания многоцелевого измерительного комплекса, включающего ЭВМ. Это позволит существенно ускорить процедуру обработки экспериментальных данных. [c.88]

Аналогично рассеянию в режиме Ми, используемому в лазерной доплеровской анемометрии, частота света, рассеянного в режиме рэлеевского рассеяния, несколько отличается от частоты лазерного излучения из-за движения молекул газа и взвешенных частиц. Поскольку молекулы совершают хаотическое движение, в конечном итоге ширина спектральной линии рассеянного света определяется скоростью хаотического движения и, следовательно, температурой (и плотностью) молекул. Кроме того, если молекулы газа (или аэрозольные частицы) все вместе совершают направленное движение, можно определить средний доплеровский сдвиг, что позволяет найти скорость потока. [c.19]

Вследствие малости коэффициента разделения, достижимого непосредственно в илазме, основные усилия, связанные с разделением изотопов в разряде с полым катодом, были направлены на использование плазмы в качестве промежуточной среды, приводящей в движение нейтральный газ. Ожидалось, что таким иутем можно соединить высокую угловую скорость с относительно низкой температурой нейтрального газа. Предлагалось создавать вращающуюся плазму в форме полого цилиндра, заполненного нейтральным газом [7.35]. Продольное магнитное иоле должно быть достаточно сильным, чтобы уравновеьцивать давление нейтрального газа толщина плазменной оболочки должна быть больше длины свободного пробега нейтральных частиц в плазме. Измерения доплеровского сдвига спектральных линий в излучении внутренней области аргоновой дуги показали, что нейтральные атомы, действительно, могут достигать скорости ионов аргона. Однако большая их доля имеет температуру, равную температуре ионов. Очевидно, что взаимодействие плазмы с нейтралами определяется, главным образом, процессами перезарядки, которые, следовательно, играют важную роль и в разряде с полым катодом. [c.294]

Для наблюдения эффекта Мессбауэра источник и поглотитель смещают друг относительно друга со скоростями в пределах п мм/с. Обычно движется источник излучения. При этом из-за эффекта Доплера в некоторых пределах непрерывно изменяется частота 7-излучения, попадающего на образец. В случае совпадения энергий происходит резонансное взаимодействие 7-кванта с ядром образца, т. е. доплеровский сдвиг линии источника компенсирует сдвиг линии в образце относительно неподвижного образца. Разница в резонансных частотах ядер возникает в разных матрицах из-за различного характера взаимодействий ядра с окружением. Отсюда логично вытекает необходимость применения эталонных веществ для стандартизации параметров ЯГР-спектров. Принято использовать для Ре в этом качестве матрицы нержавеющей стали либо нитропруссида натрия Ыа2ре(СЫ)5ЫО. [c.207]

Импульсное приближение для амплитуды рассеяния вперед представляет собой просто когерентную сумму рассеяний на нейтроне и протоне. Сейчас мы обсудим доплеровский сдвиг, возникающий от движения нуклона, и поправки на перерассеяние (Faldt and Eri son, 1968). [c.118]

Скорости ультразвука можно определять с помощью рассеяния Бриллюэна [18]. Неупругое рассеяние фотонов на тепловых фононах в жидкости дает сдвиг по частоте оптических линий (стоксовские и антистоксовские линии), отстоящих отрэлеевской линии (упругое рассеяние) на частоту фононов. Классическая интерпретация бриллюэ-новского рассеяния основывается на дифракции света на тепловых акустических волнах. Так как дифракодонная решетка перемещается, частота света получает доплеровский сдвиг, который численно соответствует частоте фононов, ответственных за рассеяние при определенном оптическом угле. Скорость акустической волны связана с частотой фононов / и частотой фотонов V выражением [c.430]

Преяаде чем рассматривать контуры линий для таких случаев, рассмотрим один случай, в котором формула (37) приложима для пламен, используемых в атомно-абсорбционной спектрометрии. В этом случае возбужденный атом из одного подмножества доплеровских скоростей не меняет существенно своей доплеровской скорости за счет столкновенпй, прежде чем он покинет возбужденный энергетический уровень. Изменение доплеровского сдвига должно быть намного меньше, чем ширина доплеровского контура, и меньше, чем ширина контура Лоренца. Этот случай мог бы также реализоваться, если бы столкновения, вызывающие существенное изменение доплеровской скорости, тушили возбужденный атом, переводя его на нпжний энергетический уровень [58]. Возможно, это верно для обычных аналитических пламен, где скорость тушения высока. В этом случае переходами возбужденных атомов между подмножествами доплеровских скоростей можно пренебречь и формулу (37) использовать для определения коэффициента поглощения для каждого подмножества доплеровских скоростей. Предполагая максвелловское распределение скоростей для всех атомов, можно показать, что относительное число атомов в каждом подмножестве скоростей, которое сдвинуто на частоту Яо, задается гауссовским распределением %оЛв), где Я,о есть центр распределения. Коэффициент поглощения для фотонов с длиной волны Я для каждой из доплеровских групп взвешивается гауссовской функцией (Яо, Яо), и при интегрировании (сложении) получается полный козффициент поглощения к к), характеризующий поглощение фотонов с длиной волны Я всеми доплеровскими подмножествами. Результирующий коэффициент поглощения имеет вид [c.169]

Для того чтобы разрешить две близко расположенные линии поглощения, которые сильно перекрываются из-за доплеровского уширения, нужно не только устранить эффект доплеровского уширения из сканируемых контуров линий, но и каким-то образом гарантировать, что наблюдается только подмножество доплеровских скоростей с нулевой скоростью (нет доплеровского сдвига от Это легко осуществить в том случае, когда оба пучка имеют одинаковую длину волны и распространяются в противоположных направлениях. (Очевидное преимущество этого метода заключается в необходимости использования только одного перестраиваемого лазера для генерации двух пучков.) Тогда два пучка сильно взаимодействуют с тем подмножеством доплеровской скорости, у которого нет составляющей скорости (т. е. нулевая скорость) в направлении, параллельном пучкам, т. е. Кз = Кр — Яд. Во всех других подмножествах скоростей атомы, которые перемещаются по направлению к одному пучку, будут двигаться в направлении, противоположном другому пучку. Доплеровский сдвиг по отношению к одному пучку будет равен, но противоположен сдвигу для другого пучка. Поскольку длины волн обоих пучков одинаковы, они всегда взаимодействуют главным образо. с двумя разными группами атомов (в подмножествах скоростей с противоположных сторон от длины волны Ко, соответствующей нулевому донлеровскому сдвигу). Однако переменный сигнал оказывается максимальным в том случае, когда оба пучка настроены так, что они сильно взаимодействуют с одной и той же группой атомов. Это условие реализуется только для подмножества с нулевой доплеровской скоростью, где Яо = Кв. [c.177]

Следовательно, обращенное направление аномального провала указывает на то, что населенность атомов на нижнем уровне, детектируемая зондирующим пучком, увеличивается в те моменты, когда сильный пучок включен. Увеличение населенности одного нижнего уровня вызвано накачкой, посредством которой сильный пучок возбуждает атомы с другого нижнего уровня на общий верхний уровень, откуда они релаксиру-ют на первый упомянутый нижний уровень, населенность которого детектируется зондирующим пучком. Если два рассматриваемых перехода имеют общий нижний уровень, то аномальный пик ориентирован вверх, т. е. в таком же направлении, как и два пика, соответствующие двум обычным переходам. Аномальные пики появляются в спектре только при достаточно большом доплеровском уширении, когда подмножество допле-ровских скоростей имеет доплеровские сдвиги /.о — >.д, равные половине разности дл ш волн между двумя линиями с общим уровнем. Аномальные лпнии не появляются, если переходы принадлежат разным атомам. [c.179]

Возбуждение верхнего энергетического уровня путем одновременного поглощения двух фотонов, движущихся в противоположных направлениях, приводит к минимизации или устранению донлеровского уширения [70—75]. Поглощение происходит в том случае, когда сумма энергий двух фотонов равна разности энергий между соответствующими двумя энергетическими уровнями. Поскольку фотоны движутся в противоположных направлениях, доплеровский сдвиг длины волны атома относительно одного фотона компенсируется противоположным доплеровским сдвигом атома относительно другого фотона. Естественно, все атомы в общей населенности испытывают одинаковое влияние независимо от того, какие доплеровские компоненты они имеют. Это сильно отличается от спектроскопии насыщения (разд. 3.4), где только атомы с нулевой (или близкой к нулевой) доплеровской составляющей скорости детектируются слабым зондирующим пучком. Следовательно, сигнал в спектроскопии насыщения зависит от функции распределения доплеровского уширения, тогда как при двухфотонном поглощении он не зависит от нее. [c.183]

МП, находящимися в газовой фазе и пмеющимн компоненту скорости с г в направлении распространения света. Тогда частота лазерного излучения V в системе координат молекулы имеет доплеровский сдвиг и записывается в виде [c.277]

Лазерный доплеровский метод исследования гидродинамических характеристик основан на использовании эффекта Доплера. Сущность эффекта состоит в изменении частоты световых колебаний, которая фиксируется при движении источника света относительно наблюдателя. В данном случае источником света служат движущиеся частицы исследуемой фазы, которые рассеивают направленный на них опорный пучок света. Разницу между частотами световых колебаний опорного и рассеянного излучений называют доплеровским сдвигом частоты. Известно, что этот сдвиг пропорционален скорости движения частиц потока, вызывающих рассеяние света это и дает возможность судить о скорости движения частиц по величине топлеровского сдвига частоты. [c.69]

Оптический (спектральный) метод выделения доп. српт ского сдвига частоты отличается тем, что опорный и рассеянный пучки полаются на вход спектрального прибора, обладающего высокой разрешающей способностью, а доплеровский сдвиг частот определяется путем измерения на выходе спектрального прибора смещения спектра рассеянного излучения по отношению к спектру опорного пзлучення. Особенности оптического метода выделения доплеровского сдвига частоты состоят в следующем. Так как величина смещения доплеровского сдвига частот пропорциональна измеряемой скорости, то относительная погрешность измерения скоро тп снижается при измерении высоких скоростей. Минимальная же величина скорости, которая может быть зарегнстрипована оптическим (спектральным) методом, определяется разрешающей способностью спектрального прибора и монохрома- [c.73]

В первых работах для выделения доплеровского сдвига частоты применялся метод фотосмешения. Существует лва варианта, основанных на этом методе схем. В первом варианте используется один зондирующий лазерный пучок и ин-гЬоРмация о доплеровском сдвиге частоты выделяется путем Лотосмешепия прямого пучка и рассеянного излучения (та-Kire схемы создавались по аналогии со схемами радиолокации). Во втором варианте исследуемый поток зондируется двумя лазерными пучками и выделение доплеровского сдви- [c.74]

Дифференциальную схему ЛДИС можно построить и с одним падающим пучком по инверсной схеме, предложенной в работах [37, 196]. В соответствии с этой схемой рассеянный свет собирается в двух направлениях и направляется на фотоприемник. Особенностью такой схемы является независимость разности доплеровских сдвигов частоты от направления зондирующего пучка. [c.78]

Рассмотрим случай, когда вектор скорости расположен в зада1П1ой плоскости. Необходимо определить только две проекции вектора скорости либо непосредственно найти вектор скорости. Эту задачу можно решить следующим образом. Поворачивая вектор чувствительности однокомпонентного ЛДИС, добиваются максимального значения доплеровского сдвига частоты в схеме с опорным пучком либо максимального значения разности доплеровских сдвигов частоты в дифференциальной схеме ЛДИС. Направление вектора чувствительности ЛДИС показывает в этом случае направление измеряемого вектора скорости, а по частоте доплеровского сигнала определяется скорость. Недостатками такого способа являются малое быстродействие н значительная погрешность определения направления вектора ско- [c.80]

Для измерения модуля вектора скорости в общем случае можно применить схему ЛДИС, в которой имеются три независимых канала регистрации доплеровского сдвига частоты [108]. Это позволит определить три проекции вектора скорости на косоугольную систему координат. [c.82]

Линейная связь между величиной доплеровского сдвига частоты и измеряемой скоростью существенно упрощает градуировку измерительной xe ы. Кроме того, показания прибора не зависят от давления, плотности потока и его температуры. В связи с тем что точность измерения частоты на сегодняшний день выше точности измерения любой другой физической величины, лазерный доплеровский метод, позволяющий проводить измерение скорости исследуемого объекта путел- преобразования информации о ней в частоту, с метрологической точки зрения, является весьма совершенным. [c.87]