Доплеров ефект: Какво е това, звук, светлина и формули

Доплеровият ефект е физичен феномен, свързан с възприеманата вариация на честотата на вълната в движение спрямо наблюдателя.

Този ефект е изследван от австрийския физик Кристиан Доплер (1803-1853) и откритието е кръстено на него. следователно ефект доплер.

Доплеровият ефект може да се наблюдава във всякакви електромагнитни вълни като светлина или механични вълни като звук.

Илюстративно изображение на Доплер ефекта в покой (вляво) и в движение (вдясно)

По този начин ефектът се възприема от движението. С наближаването на източника на звук или светлина, възприеманата честота се увеличава и когато се отдалечавате от наблюдателя, честотата намалява.

Формули за доплеров ефект

Важно е да се осъзнае, че честотата на разпространение на вълната не варира. Формулата се отнася до честотата на вълната, уловена от наблюдателя.

Класическа формула (звук)

По този начин класическата формула за доплеров ефект, използвана за връзката му със звука, е:

• Когато подходът на източника и наблюдателя: + в числителя и - в знаменателя.
• Когато източникът и наблюдателят се отдалечат: - в числителя и + в знаменателя.

В случай на звук, който е по-лесен за наблюдение, може да се забележи, че звукът има тенденция да намалява, когато източникът се отдалечава от наблюдателя.

Възприеманата честота варира в зависимост от движението спрямо наблюдателите

Релативистка формула (светлина)

В случай на светлина, когато се приближат, честотата им клони към ултравиолетовата (по-висока честота) и докато се отдалечават, те са склонни към инфрачервена (по-ниска). Тази вариация се наблюдава от астрономите във връзка с движението на светлината в космоса.

Астрономът Едуин Хъбъл наблюдава, че съседните галактики, когато се наблюдават, показват "преместване към червено ", което показва, че възприеманата светлина е с по-ниска честота (с тенденция към червено) от издаден.

По този начин той заключи, че другите галактики се отдалечават от нашата, което означава, че Вселената се разширява. Законът на Хъбъл се основава на доплер ефекта.

За разлика от звука, светлината се разпространява независимо от среда, нейната скорост винаги ще бъде. Формулата му се основава само на относителната скорост между източника и наблюдателя.

Интересувате ли се? Вижте също:

• Звукови вълни
• Вълни във физиката