Skaņas, gaismas un Doplera efekta biežums

Skaņas frekvencei piemīt īpašībasraksturīga vairākām citām parādībām, kas izplatās caur viļņu. Tas attiecas, piemēram, uz gaismas vai rentgena stariem. Skaņas frekvence ir sava veida fiziskais daudzums, ko raksturo pastāvīgs atkārtojumu skaits. To nosaka viļņu skaita attiecība pret laika periodu, kurā tie notiek. Piemēram, skaņas frekvence nosaka tā piķi, ko mēs dzirdam. Vai arī mēs nedzirdam, vai vibrācijas pārsniedz mūsu dzirdes iespējas - infrasarkano vai ultraskaņu. Ja runājam par gaismas emisiju, tad atkarībā no tā biežuma un viļņa garuma mēs redzam dažādas spektra krāsas: no sarkanas līdz zilai.

Skaņas frekvence un Doplera efekts

Interesants fenomens, kas saistīts arvērtību, ko dēvē par Doplera efektu (pēc atradēja nosaukuma). To var novērot, izmantojot gaismas viļņus, bet gaismas izplatīšanās ātrums ir ļoti liels (apmēram 300 tūkstoši kilometru sekundē), un tas apgrūtina to novērošanu ikdienas apstākļos. Skaņas viļņu izplatīšanās ātrums ir ievērojami zemāks. Tātad, kas ir Doplera efekts? Iedomājieties, ka atrodaties maģistrāles malā, un automašīna ar darba sirēnu tuvojas no attāluma. Kad viņš joprojām ir tālu, sirēnas rēkt jums šķiet kurls. Tas nozīmē, ka skaņas frekvence ir zema. Bet, tā kā tas tuvojas, tas aizvien vairāk palielināsies.

Jūs varēsit dzirdēt augstāk un augstākskaņas signāls, kas pīkst, kad transportlīdzeklis brauc jums garām. Kad objekts jums iet garām un atkal sāk attālināties, skaņas viļņa garums atkal sāks samazināties (burtiski izlīdzināt, ja tas ir attēlots diagrammā). Tas notiek tā iemesla dēļ, ka sirēnu skaņu vispirms kaut kādā veidā "uztver" mašīna, kas saīsina attālumu starp viļņa siles (cresēm) un padara toni augstāku, un pēc tam, gluži pretēji, "aizbēg", kā rezultātā vilnis "izlīdzinās". Patiesībā to sauc par Doplera efektu.

Efekta vērtība

Tomēr nevajadzētu uzskatīt, ka Doplera efektsir neliels fakts no elektrodinamikas pasaules. Tieši šīs zināšanas tiek plaši izmantotas mūsdienu skaņas radaros, kuru pamatā ir viļņu frekvenču mērīšana. Tādā pašā veidā ceļu policisti nosaka transportlīdzekļu ātrumu, un citi attiecīgie dienesti nosaka lidmašīnu ātrumu, upju straumes utt. Drošības trauksmes signāli, kas reaģē uz kustībām telpā, darbojas arī pēc šī principa.

Edvīna Habla atklājums

Bet, iespējams, visnozīmīgākais atklājumssaistīts ar šo efektu ir Habla likums. 1929. gadā ASV astronoms Edvīns Habls norādīja savu teleskopu uz zvaigžņotajām debesīm. Vērojot attālās galaktikas, viņš atklāja interesantu lietu. Daudzas no šīm galaktikām ir apslēptas kaut kādā sarkanā miglā. Tā kā priekšmets, kas atkāpjas, mums ir dzirdams augstāks, tā cilvēka ķermeņa krāsa sarkanīgi izskatās sarkanīga. Tas burtiski nozīmēja, ka galaktikas lidoja prom no mums. Interesanti, ka jo tālāk atrodas galaktika, jo ātrāk tā attālinās. Šis novērojums lielā mērā sekmēja ideju par paplašinošo Visumu un Lielo sprādzienu kā tā sākumu, kas ir vispopulārākais mūsdienu astrofiziķu vidū.