เรดาร์ เป็นสิ่งที่ใช้งานอยู่รอบตัวเรา แม้ว่าปกติจะมองไม่เห็นก็ตาม การควบคุมการจราจรทางอากาศ ใช้เรดาร์เพื่อติดตามเครื่องบินทั้งบนพื้นดิน และในอากาศ และยังนำทางเครื่องบินให้ลงจอดอย่างราบรื่น ตำรวจใช้เรดาร์ตรวจจับความเร็วของผู้ขับขี่รถยนต์ที่วิ่งผ่านนาซา ใช้เรดาร์เพื่อทำแผนที่โลก และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ เพื่อติดตามดาวเทียม และเศษซากอวกาศ
นักอุตุนิยมวิทยาใช้เรดาร์เพื่อติดตามพายุเฮอริเคน และทอร์นาโด คุณยังเห็นรูปแบบของเรดาร์ที่ร้านขายของชำหลายแห่ง เมื่อประตูเปิดโดยอัตโนมัติ เห็นได้ชัดว่าเรดาร์เป็นเทคโนโลยีที่มีประโยชน์อย่างยิ่ง เมื่อผู้คนใช้เรดาร์ พวกเขามักจะพยายามทำ 1 ใน 3 สิ่งต่อไปนี้ให้สำเร็จ คือตรวจจับการมีอยู่ของวัตถุในระยะไกล โดยปกติแล้ว บางสิ่งกำลังเคลื่อนที่ เช่น เครื่องบิน แต่เรดาร์ยังสามารถใช้ตรวจจับวัตถุที่อยู่นิ่ง ซึ่งฝังอยู่ใต้ดินได้
ในบางกรณี เรดาร์สามารถระบุวัตถุได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น สามารถระบุประเภทของเครื่องบินที่ตรวจจับได้ ตรวจจับความเร็วของวัตถุ นี่คือเหตุผลที่ตำรวจใช้เรดาร์ ทำแผนที่บางอย่าง กระสวยอวกาศ และดาวเทียมที่โคจรรอบใช้สิ่งที่เรียกว่าเรดาร์รูรับแสงสังเคราะห์ เพื่อสร้างแผนที่ภูมิประเทศโดยละเอียดของพื้นผิวของดาวเคราะห์ และดวงจันทร์
กิจกรรมทั้ง 3 นี้สามารถทำได้โดยใช้ 2 สิ่งที่คุณอาจคุ้นเคยจากชีวิตประจำวัน นั่นคือคลื่นเสียงความถี่สูง และปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ แนวคิดทั้ง 2 นี้เข้าใจได้ง่ายในขอบเขตของเสียง เพราะหูของคุณได้ยินเสียงสะท้อน และดอปเพลอร์เปลี่ยนไปทุกวัน เรดาร์ใช้เทคนิคเดียวกันโดยใช้คลื่นวิทยุ
เสียงสะท้อน เป็นสิ่งที่คุณสัมผัสได้ตลอดเวลา หากคุณตะโกนลงไปในบ่อน้ำหรือหุบเขา เสียงสะท้อนจะกลับมาในชั่วครู่ต่อมา เสียงสะท้อนเกิดขึ้นเนื่องจากคลื่นเสียงบางส่วนในการตะโกนของคุณ สะท้อนออกจากพื้นผิว ไม่ว่าจะเป็นน้ำที่ด้านล่างของบ่อน้ำ หรือผนังหุบเขาที่ด้านไกลออกไป และย้อนกลับมาที่หูของคุณ ระยะเวลาระหว่างช่วงที่คุณตะโกนกับช่วงที่คุณได้ยินเสียงก้องนั้น ถูกกำหนดโดยระยะห่างระหว่างคุณกับพื้นผิวที่สร้างเสียงก้อง
การเปลี่ยนแปลงปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ เป็นเรื่องปกติเช่นกัน คุณอาจประสบกับมันทุกวัน บ่อยครั้งโดยไม่รู้ตัวปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ เกิดขึ้นเมื่อเสียงถูกสร้างขึ้น หรือสะท้อนออกจากวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ การเปลี่ยนแปลงดอปเพลอร์ในสุดขั้วทำให้เกิดเสียงบูม ต่อไปนี้คือวิธีทำความเข้าใจปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ คุณอาจต้องการลองการทดลองนี้ในลานจอดรถที่ว่างเปล่า
สมมติว่ามีรถยนต์พุ่งตรงมาที่คุณด้วยความเร็ว 60 ไมล์ต่อชั่วโมง และบีบแตร คุณจะได้ยินเสียงแตรที่เล่นโน้ตหนึ่งเสียงเมื่อรถเข้าใกล้ แต่เมื่อรถแล่นผ่านคุณไป เสียงแตรจะเปลี่ยนเป็นเสียงที่ต่ำลงอย่างกะทันหัน เป็นแตรตัวเดิมที่ส่งเสียงตลอดเวลา การเปลี่ยนแปลงที่คุณได้ยิน เกิดจากการเปลี่ยนปรากฏการณ์ดอปเพลอร์
นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น ความเร็วของเสียงผ่านอากาศในที่จอดรถได้รับการแก้ไข เพื่อให้ง่ายต่อการคำนวณ สมมติว่ามันคือ 60 ไมล์ต่อชั่วโมง ความเร็วที่แน่นอนถูกกำหนดโดยความดันอากาศ อุณหภูมิ และความชื้น ลองนึกภาพว่ารถจอดนิ่งห่างจากคุณ 1 ไมล์พอดี และบีบแตรเป็นเวลา 1 นาทีพอดี คลื่นเสียงจากแตรจะกระจายจากรถเข้าหาคุณด้วยความเร็ว 60 ไมล์ต่อชั่วโมง สิ่งที่คุณจะได้ยินคือการหน่วงเวลา 6 วินาที
คุณสามารถรวมคลื่นเสียงความถี่สูง และปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ด้วยวิธีต่อไปนี้ สมมติว่าคุณส่งเสียงดังไปทางรถที่กำลังแล่นเข้ามาหาคุณ คลื่นเสียงบางส่วนจะกระเด็นออกจากรถ เสียงสะท้อน เนื่องจากรถกำลังเคลื่อนเข้าหาคุณ อย่างไรก็ตาม คลื่นเสียงจะถูกบีบอัด ดังนั้น เสียงที่สะท้อนออกมาจะมีระดับเสียงที่สูงกว่าเสียงที่คุณส่งไป หากคุณวัดระดับเสียงสะท้อน คุณจะทราบได้ว่ารถแล่นเร็วแค่ไหน
เราเห็นว่าเสียงสะท้อนสามารถใช้เพื่อกำหนดว่าบางสิ่งอยู่ห่างออกไปเพียงใด และเรายังเห็นว่าเราสามารถใช้ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ ของเสียงสะท้อนเพื่อกำหนดความเร็วของบางสิ่งได้ ดังนั้น จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างเรดาร์เสียง และนั่นคือสิ่งที่โซนาร์เป็น เรือดำน้ำและเรือใช้โซนาร์ตลอดเวลา
คุณสามารถใช้หลักการเดียวกันกับเสียงในอากาศได้ แต่เสียงในอากาศมีปัญหา 2-3 ประการ คือ เสียงไม่ได้เดินทางไกลมากนัก อาจจะไกลถึง 1 ไมล์ เกือบทุกคนสามารถได้ยินเสียง ดังนั้น เสียงเรดาร์จะรบกวนเพื่อนบ้านอย่างแน่นอน คุณสามารถขจัดปัญหานี้ส่วนใหญ่ได้ โดยใช้อัลตราซาวนด์แทนเสียงที่ได้ยิน เนื่องจากเสียงสะท้อนจะแผ่วเบามาก จึงยากที่จะตรวจจับได้ เรดาร์ จึงใช้คลื่นวิทยุแทนเสียงคลื่นวิทยุเคลื่อนที่ได้ไกล
ลองใช้ชุดเรดาร์ทั่วไป ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับเครื่องบินที่กำลังบินอยู่ ชุดเรดาร์จะเปิดเครื่องส่งสัญญาณ และยิงคลื่นวิทยุความถี่สูงสั้นๆ ที่มีความเข้มสูงออกมา การระเบิดอาจกินเวลาเพียงไมโครวินาที จากนั้นชุดเรดาร์จะปิดเครื่องส่ง เปิดเครื่องรับ และฟังเสียงสะท้อน ชุดเรดาร์จะวัดเวลาที่เสียงสะท้อนจะมาถึง รวมถึงการเปลี่ยนแปลงปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ของเสียงสะท้อน
คลื่นวิทยุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง ประมาณ 1,000 ฟุตต่อไมโครวินาที ดังนั้น หากชุดเรดาร์มีนาฬิกาความเร็วสูงที่ดี ก็จะสามารถวัดระยะทางของเครื่องบินได้แม่นยำมาก การใช้อุปกรณ์ประมวลผลสัญญาณพิเศษ ชุดเรดาร์ยังสามารถวัดปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ ได้แม่นยำมาก และกำหนดความเร็วของเครื่องบินได้
บทความที่น่าสนใจ : เด็กวัยหัดเดิน การเริ่มต้นเรียนรู้ภาษาอังกฤษเบื้องต้นสำหรับเด็กวัยหัดเดิน
