Długość fali i efekt Dopplera

Wszyscy w szkole zdajemy sobie sprawę z takiego zjawiska, jak długość fali światła lub dźwięku. Częstotliwość fali (dźwięk lub promieniowanie elektromagnetyczne) jest rodzajem wielkości fizycznej, charakteryzującej się pewną liczbą powtórzeń. Częstotliwość fali jest określona przez stosunek powtórzeń do przedziału czasowego, w którym występują. Na przykład, gdy długość fala dźwiękowa wzrasta, słyszymy wyższy dźwięk i mówimy o jego wysokiej częstotliwości. Ciekawe, że słyszymy i widzimy tylko w pewnym zakresie takiego spektrum - światła czy dźwięku. Cokolwiek wyżej lub niżej, fizycy nazywają promieniowanie podczerwone lub ultrawave.

Długość fali i efekt Dopplera

Zjawisko to wiąże się z tak interesującym wzorcem fizycznym, jak Efekt Dopplera (nazwa pochodzi od jego odkrywcy). Podobny efekt można zaobserwować na przykładzie fal świetlnych i dźwiękowych. Jednak prędkość propagacji pierwszych jest zbyt duża, aby mogły być zauważone bez specjalnych urządzeń. Ale na przykładzie dźwięku efekt Dopplera jest bardzo dobrze widoczny w naszym codziennym życiu! Pamiętaj, co słyszysz, stojąc na dworcu kolejowym w momencie, gdy pociąg zbliża się z daleka! Kiedy pociąg jest jeszcze daleko, jego dźwięk wydaje się wam głuchy. Oznacza to, że dosłownie długość fali dźwięku w tym momencie jest niska. Jednak z podejściem źródła tego
dźwięk i jego częstotliwość wzrośnie. Teraz słyszymy wyższy ton. Dzieje się tak dlatego, że dźwięk emitowany przez kompozycję dosłownie dogania własne źródło, dzięki czemu częstotliwość fal jest coraz większa. Im szybciej zbliża się pociąg, tym silniejsza długość fali wzrośnie. I odwrotnie: po usunięciu źródła dźwięku jego fale będą coraz bardziej płynne, a my usłyszymy je coraz niżej. W rzeczywistości zjawisko to nosi nazwę efektu Dopplera.

Zastosowanie efektu w praktyce

Nie należy sądzić, że prawo jest tylko interesującym faktem fizycznym. Wiedza ta jest szeroko stosowana w nowoczesnej technologii. Na przykład radar policji drogowej wykrywa dźwięk zbliżającego się pojazdu i wskazuje przyspieszenie. Nawiasem mówiąc, na tej samej zasadzie pracy i bezpieczeństwa alarmy reagujące na ruch w pomieszczeniu.

Jasna długość fali w przestrzeni

Być może jednak najważniejszym odkryciem związanym z tym wzorcem propagacji fali jest tak zwane prawo Hubble'a. W 1929 roku amerykański astronom Edwin Hubble, patrząc na gwiaździste niebo za pomocą teleskopu, odkrył interesującą funkcję. Faktem jest, że wiele odległych od nas galaktyk ma czerwonawy blask. Wiedząc o efekcie Dopplera, Hubble ogłuszył świat sensacyjnymi wnioskami. Faktem jest, że czerwonawy blask w przypadku fali świetlnej oznaczał to samo, co narastające nachylenie dźwięku: źródło zostało usunięte. Oznacza to, że same galaktyki zostały usunięte. Podobny efekt został zaobserwowany we wszystkich częściach kosmosu, gdziekolwiek został skierowany teleskop. Tak więc po raz pierwszy praktycznie odkryto, że nasz Wszechświat się rozszerza.