Πώς λειτουργεί το φαινόμενο Doppler

Το αποτέλεσμα Doppler είναι η μεταβολή της συχνότητας ενός κύματος σε σχέση με έναν παρατηρητή που κινείται σε σχέση με την πηγή κύματος. Συνήθως ακούγεται όταν ένα όχημα που ακούγεται μια σειρήνα πλησιάζει και στη συνέχεια απομακρύνεται από έναν παρατηρητή. Ο ήχος της σειρήνας είναι υψηλότερος στο βήμα όταν το όχημα πλησιάζει και χαμηλότερα στο βήμα όταν υποχωρεί.

Το φαινόμενο Doppler λειτουργεί αλλάζοντας την απόσταση μεταξύ της πηγής κύματος και του παρατηρητή. Καθώς η πηγή κύματος κινείται προς τον παρατηρητή, τα κύματα συμπιέζονται και η συχνότητα αυξάνεται. Καθώς η πηγή κύματος απομακρύνεται από τον παρατηρητή, τα κύματα είναι τεντωμένα και η συχνότητα μειώνεται.

Η ποσότητα μεταβολής της συχνότητας εξαρτάται από την ταχύτητα της πηγής κύματος και τη γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της κίνησης και της οπτικής επαφής μεταξύ της πηγής κύματος και του παρατηρητή. Όσο ταχύτερα η πηγή κύματος κινείται, τόσο μεγαλύτερη είναι η μεταβολή της συχνότητας. Όσο πιο κοντά είναι η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της κίνησης και της οπτικής επαφής, τόσο μεγαλύτερη είναι η μεταβολή της συχνότητας.

Το φαινόμενο Doppler δεν περιορίζεται σε ηχητικά κύματα. Μπορεί επίσης να παρατηρηθεί με ελαφρά κύματα, ραδιοκύματα και άλλα είδη κυμάτων.

Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση για το πώς λειτουργεί το αποτέλεσμα Doppler:

* Όταν μια πηγή κύματος κινείται προς έναν παρατηρητή, τα κύματα συμπιέζονται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η πηγή κύματος πιέζει τα κύματα μαζί. Το μικρότερο μήκος κύματος των συμπιεσμένων κυμάτων προκαλεί την αύξηση της συχνότητας του κύματος.

* Όταν μια πηγή κύματος απομακρύνεται από έναν παρατηρητή, τα κύματα είναι τεντωμένα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η πηγή κύματος τραβά τα κύματα. Το μεγαλύτερο μήκος κύματος των τεντωμένων κυμάτων προκαλεί τη μείωση της συχνότητας του κύματος.

* Η ποσότητα μεταβολής της συχνότητας εξαρτάται από την ταχύτητα της πηγής κύματος και τη γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της κίνησης και της οπτικής επαφής μεταξύ της πηγής κύματος και του παρατηρητή. Όσο ταχύτερα η πηγή κύματος κινείται, τόσο μεγαλύτερη είναι η μεταβολή της συχνότητας. Όσο πιο κοντά είναι η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της κίνησης και της οπτικής επαφής, τόσο μεγαλύτερη είναι η μεταβολή της συχνότητας.

Το αποτέλεσμα Doppler είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για τους αστρονόμους. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ταχύτητας των αστεριών και των γαλαξιών και για την ανίχνευση αντικειμένων που είναι κρυμμένα από την προβολή.