Efect Doppler: Ce este, sunet, lumină și formule

Efectul Doppler este un fenomen fizic legat de variația percepută a frecvenței unei unde în mișcare față de un observator.

Acest efect a fost studiat de fizicianul austriac Christian Doppler (1803-1853), iar descoperirea a fost numită după el. prin urmare, efect doppler.

Efectul Doppler poate fi observat în orice undă electromagnetică, cum ar fi lumina, sau unde mecanice, cum ar fi sunetul.

Imagine ilustrativă a efectului Doppler în repaus (stânga) și în mișcare (dreapta)

În acest fel, efectul este perceput din mișcare. Pe măsură ce sursa de sunet sau lumină se apropie, frecvența percepută crește și pe măsură ce vă îndepărtați de observator, frecvența scade.

Formule de efect Doppler

Este important să ne dăm seama că frecvența de propagare a undelor nu variază. Formula se referă la frecvența de undă captată de observator.

Formula clasică (sunet)

Astfel, formula clasică pentru efectul doppler utilizat pentru relația sa cu sunetul este:

• Când sursa și observatorul abordează: + în numărător și - în numitor.
• Când sursa și observatorul se îndepărtează: - în numărător și + în numitor.

În cazul sunetului, care este mai ușor de observat, se poate observa că sunetul tinde să devină mai mic pe măsură ce sursa se îndepărtează de observator.

Frecvența percepută variază în funcție de mișcare în raport cu observatorii

Formula relativistă (ușoară)

În cazul luminii, pe măsură ce se apropie, frecvența lor tinde spre ultraviolet (frecvență mai mare) și pe măsură ce se îndepărtează, tind spre infraroșu (mai jos). Această variație este observată de astronomi în raport cu mișcarea luminii în spațiu.

Astronomul Edwin Hubble a observat că galaxiile vecine atunci când sunt observate prezintă o „trecere la roșu ", ceea ce demonstrează că lumina sa percepută este la o frecvență mai mică (în tendință spre roșu) decât emis.

În acest fel, el a dedus că celelalte galaxii se îndepărtează de ale noastre, ceea ce înseamnă că universul se extinde. Legea lui Hubble s-a bazat pe efectul doppler.

Spre deosebire de sunet, lumina se propagă independent de un mediu, viteza acestuia va fi întotdeauna. Formula sa se bazează numai pe viteza relativă dintre sursă și observator.

Interesat? Vezi și:

• Unde sonore
• Valuri în fizică