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martedì 21 giugno 2016

Come Funziona L'Autovelox: L'Effetto Doppler

L'Autovelox serve per rivelare la velocità dei veicoli in transito sulle strade.
Viene misurato il tempo impiegato dall'automobile nell’attraversare due fasci di raggi laser perpendicolari all’asse stradale, opportunamente distanziati, provenienti dall’apparecchio stesso.
Nel caso in cui la velocità del veicolo sia superiore al limite di quella strada, il congegno tramite una macchina fotografica scatta una foto o con una videocamera registra la targa del mezzo trasgressore.
Questi tipi di Autovelox possono essere sia mobili che fissi.
Ovviamente una postazione Autovelox regolarmente segnalata potrebbe anche essere non attiva, ma questo a priori è impossibile saperlo.
Oltre al Tutor (lanciato nel 2005 e che permette tra due aree di calcolare la velocità media ed anche quella istantanea. Funziona anche in caso di pioggia e nebbia e nella corsia di emergenza), esistono anche dispositivi Laser (Telelaser): sono mobili e possono essere gestiti tanto manualmente da un operatore quanto operare in automatico.
La misurazione della velocità può avvenire:
a) Per effetto Doppler (emissione di un fascio Laser ad alta frequenza, il cui segnale di ritorno, riflesso dal veicolo che è stato puntato, viene rilevato da un sensore ottico integrato.
La velocità del mezzo viene rilevata in base alla variazione di frequenza fra i due segnali).
b) Tramite calcolo istantaneo della distanza del veicolo in base al tempo necessario ad un fascio di luce per andare e tornare dal veicolo.
Esistono anche dispositivi Radar.
Usando gli stessi principi dei Radar aerei, tramite un sistema di antenne riceventi e trasmittenti viene rilevata la velocità del veicolo misurando l’eco di ritorno di un segnale Radar emesso su determinate frequenze.
Dunque sfruttano le onde elettromagnetiche.


EFFETTO DOPPLER ED AUTOVELOX
Se ascoltate una macchina della polizia o dei carabinieri con sirene spiegate noterete che durante l'avvicinamento della vettura i suoni diventano via via più frequenti nel tempo mentre in fase di allontanamento del veicolo l'intervallo temporale tra un suono e il successivo tendono ad aumentare sempre più.
Questo effetto è tipico delle onde ed è chiamato effetto Doppler.
Infatti ogni onda che sia sonora o elettromagnetica ha una velocità di propagazione quindi una certa frequenza.
Se la sirena si muove verso la nostra direzione, l'intervallo di tempo che passa tra l'udire un'onda e la successiva è minore rispetto al caso in cui l'oggetto che emana l'onda stia fermo.
Questo é dovuto al fatto che la sirena ed onda hanno la stessa direzione perciò la distanza spaziale tra la prima e la seconda onda quando la sirena è in movimento sarà minore della medesima distanza quando la sirena è ferma.
La distanza tra due emissioni sonore della sirena è detta lunghezza d'onda.
Quando invece la sirena si allontana da voi allora avviene il contrario.
La frequenza delle onde diminuisce e la lunghezza d'onda, cioé la distanza tra due emissioni della sirena, aumenta.
Questo perché la sirena si muove in direzione opposta rispetto alle onde sonore che raggiungono il vostro orecchio.
Il caso di sorgente in avvicinamento é chiamato Blueshift (verso il blu), mentre il caso in allontanamento è chiamato Redshift (verso il rosso).
Questo perchè le onde rosse sono quelle con maggiore lunghezza d'onda tra quelle della luce visibile mentre le onde blu sono quelle con lunghezza d'onda piú piccola.
Quindi per una sorgente in avvicinamento abbiamo una diminuzione della sua lunghezza d'onda; se fossimo all'interno dell'intervallo di lunghezze d'onda della luce visibile osserveremmo perciò uno spostamento verso onde di tipo blu.
Nel caso di onde in allontanamento invece la lunghezza d'onda aumenta (spostamento verso il rosso).
Questo è l'effetto Doppler.
Grazie a quest'effetto sappiamo benissimo che il nostro universo si espande e le galassie si allontanano da noi secondo la legge di Hubble.
Dunque quando osserviamo lo spettro delle galassie, siccome esse si stanno allontanando, abbiamo lunghezze d'onda maggiori: il cosiddetto spostamento verso il rosso, appunto.

Siccome l'effetto Doppler dipende dalla velocità della sorgente, grazie alla misura dello spostamento verso il rosso possiamo determinare la velocità delle galassie e, tramite la legge di Hubble effettuare una stima della distanza.
Velocità delle galassie? Distanze? Ecco spiegato anche il funzionamento di alcuni Autovelox.
Essi infatti mandano un'onda elettromagnetica con una certa frequenza verso l'auto e poi a seconda della frequenza dell'onda di ritorno è possibile stimare la velocità di allontanamento/avvicinamento del veicolo.

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