Доплеров ефект и неговото приложение

Ефектът на Доплер се отнася до определено физическо явление, което характеризира промяна в дължината и честотата на вълните, които се записват от приемника, при условие че източникът на вълните и техният приемник се движат един спрямо друг. Доплеров ефект наблюдавани с разпространението на вълновите явления - светлина, звук, радиовълни и т.н., но не и частици, които имат маса. Тази зависимост първо бе теоретично обоснована от австрийския физик Кристиан Доплер през 1842 година. В чест на него, тя всъщност е кръстена. Десетилетие по-късно ефектът е разработен по-подробно в творбите на французина Армано Физо, а на практика е тестван още в началото на 20-ти век.

Доплеров ефект в акустиката

Скорост на светлината е 300 000 км / сек, което според идеите на съвременната наука е максималната скорост в природата като цяло. Това затруднява наблюдението на промените в честотата на светлинните вълни с просто око. Въпреки това, ефектът на Доплер може да бъде наблюдаван не само от примера за разпространение на фотони или електромагнитни вълни. Звуковите вибрации са подчинени на него. Обикновено за популярно обяснение се използва пример за автомобилна сирена. Представете си, че стоите отстрани на пътя, приближава се кола със сирена. Когато все още е далеч от теб, звукът на сирена ще изглежда нисък и глух. Но тъй като доплеровата честота (излъчваните вълни) се приближава, тя ще се увеличи (т.е. буквално разстоянието между гребените на вълната ще намалее) и ще чуете по-висок тон на звука. Въпреки това, когато колата минава и отново става съответно, честотата на звука ще започне да намалява отново. Това се дължи на факта, че звукът, излъчван на пръв поглед, изглежда „уловен” от колата, което прави разстоянието между гребените (коритата) на вълната по-високо и след това, напротив, „изчезва“ от него, а вълната се „изглажда”. Това е ефектът на Доплер в нашето ежедневие.

Стойността на шаблона

Доплеровият ефект изобщо не е сух научен факт, познат на учените. Например, тя се използва широко в някои съвременни радари, базирани на измерване на честотата на разпространение на вълните. Промяната на тази честота показва скоростта на обекта и неговата промяна. Това определя скоростта на превозните средства от пътна полиция, самолети, кораби, водни потоци в реки и морета и т.н. Алармите за сигурност, които реагират на движение в една стая, също използват ефекта на Доплера.

Откриване на Хъбъл

Може би най-значимото откритие, направено благодарение на познанието за тази зависимост, е така нареченият закон на Хъбъл. През 1929 г. американският астроном Едуин Хъбъл, наблюдавайки звездното небе в телескопа си, откри най-удивителното нещо. Отдалечените галактики бяха обвити в червеникава мъгла. Така нареченото червено изместване, предсказано още през 1912-1914 г. от друг американец, Весто Слипър, означаваше, че тези галактики буквално се отдалечават от нашата. Спектърът на вълните на видимата ни светлина се вписва в пропастта между 380 и 780 nm. Всичко по-долу се нарича ултравиолетова радиация по-горе - инфрачервена връзка. Преместването на светлината на галактиката, която достига до нас, показва увеличаване на честотата и по този начин е подобно на звука и неговото разстояние. Ако тази промяна беше синя, галактиките ще се приближават. Но интересно е, че Едуин Хъбъл разгърна телескопа си в други точки на Вселената и откри, че почти всички галактики се отдалечават от нашата и един от друг, още повече, че колкото по-далеч е галактиката в момента, толкова по-силна е червената смяна, т.е. неговото отстраняване се увеличава. Това значително допринесе за развитието в научния свят на най-популярната днес теория за произхода на нашия свят: теорията за Големия взрив.