همانطور که میدانید مسابقههای تنیس آزاد آمریکا (US Open) در حال برگزاری است. یک کار جالب که گردانندههای مسابقه کردهاند، نمایش سرعت توپ بعد از هر سرویس هست. البته این کار مدتی هست که در اغلب تورنمنتهای معروف تنیس باب شده.
ظاهرن سیستمای که معمولن برای اندازهگیری سرعت توپ استفاده میشه، رادار داپلر (Doppler Radar) هست. همهی شما بهنوعی با رادار داپلر آشنا هستید. مثلن، دوربین اندازهگیر سرعت کنار اتوبان هم یک رادار داپلر هست (البته چیزهای دیگری هم در این دوربینها هست). حالا این رادار داپلر دقیقن چی هست؟
رادار داپلر اول از همه یک رادار هست. یعنی این که یک سیگنال رادیویی را گسیل میکنه. این سیگنال به اجسام برخورد میکنه و بازتاب پیدا میکنه. رادار این سیگنال بازتابی را دریافت میکنه و از وجود جسم آگاه میشه. اما رادار داپلر از خاصیت داپلر هم بهره میبره. خاصیت داپلر چی هست؟
حتمن پیش اومده کنار جاده باشید و صدای ماشینها موقع عبور از کنارتان را بشنوید. وقتی ماشینها در حال نزدیک شدن به شما هستند، صدا زیر است. ولی به محض این که از کنار شما گذشتند ناگهان صدا بم میشود. این زیر و بم شدن صدا پدیدهی داپلر هست. وقتی ماشین حرکت میکنه، صدای آن بسته به این که سرعت ماشین چهقدر باشه، فرق میکنه. اگر ماشین به طرف شما بیاد، فرکانس صدایی که شما میشنوید زیاد میشه، پس صدا زیر به نظر میآد. اگر ماشین دور بشه، فرکانس کم میشه و صدا بم به نظر میآد. هر چه سرعت ماشین بیشتر باشه، مقدار این زیر و بم شدن هم بیشتر هست.
همین پدیده در مورد امواج رادیویی هم صادق هست. وقتی توپ تنیس حرکت میکنه، فرکانس موج رادیویی دریافتی توسط رادار با اون چیزی که رادار فرستاده بود، فرق میکنه. با اندازهگیری این تغییر فرکانس، رادار داپلر میتونه سرعت را اندازهگیری کنه.
البته این نوع رادار چند مشکل هم داره. اول این که یک آدم باید رادار را به طرف توپ بگیره، مثل یک دوربین فیلمبرداری. مشکل دوم این هست که رادار باید دقیقن در راستای حرکت توپ باشه تا سرعت درست اندازهگیری بشه. خب معلومه که تنیسبازها همیشه در یک جهت خاص سرویس نمیزنند. پس این عددهایی که تلهویزیون به ما نشون میده احتمالن مقداری خطا دارند ولی اندازهی این خطاها ناچیز هست مگر این که بازیکن سرویس را خیلی کج و به بیرون زمین بزنه.
ضمنن، این نوع تکنیک اندازهگیری سرعت منحصر به رادار نیست. ستارهشناسها ۸۰ سال هست که از این روش برای اندازهگیری سرعت و فاصلهی کهکشانهای دور استفاده میکنند. در پزشکی هم سونوگرافی داپلر وجود داره که با همین روش سرعت خون را در رگهای قلب اندازهگیری میکنه. زیردریاییها هم از این روش استفاده میکنند ولی به جای رادار، سونار داپلر (Doppler Sonar) دارند. سونار چیزی شبیه رادار است ولی با امواج صوتی کار میکنه.
=======
با تشکر از پسر فهمیده با اندکی تغییر در اینجا ذکر شده است و اصل مطلب رو میتونین اینجا بخونین:
http://blog.frozenpla.net/?p=96
