Длина волны и эффект Доплера

Всем нам со школьной скамьи известно о таком явлении, как длина волны света или звука. Волновая частота (звука или электромагнитного излучения) является некой физической величиной, характеризующейся определенным количеством повторений. Определяется частота волны посредством отношения повторений к тому временному промежутку, в течение которого они происходят. К примеру, когда длина звуковой волны увеличивается, мы слышим более высокий звук и говорим о его высокой частоте. Интересно, что мы можем слышать и видеть лишь в определенном диапазоне такого спектра – светового или звукового. Все, что выше или ниже него, физики называют инфра- или ультраволновым излучением.

длина волны

Длина волны и эффект Доплера

С этим явлением связана такая интересная физическая закономерность, как эффект Доплера (названная по имени своего первооткрывателя). Подобный эффект возможно наблюдать на примере как световых, так и звуковых волн. Однако скорость распространения первых слишком велика, чтобы их изменение заметить без специальных приспособлений. А вот на примере звука эффект Доплера очень легко прослеживается в нашей повседневной жизни! Вспомните, что вы слышите, стоя на станции железнодорожного вокзала в тот момент, когда к ней издалека приближается поезд! Когда поезд еще далеко, его звук будет казаться вам глухим. То есть буквально длина волны звука в этот момент низкая. Однако с приближением источника этого длина световой волны
звука и его частота будет повышаться. Теперь мы слышим все более высокий тон. Это происходит потому, что издаваемый составом звук буквально догоняется собственным источником, делая частоту волн все более высокой. И чем быстрее будет приближаться поезд, тем сильнее будет увеличиваться длина волны. И наоборот: при удалении источника звука его волны будут все сильнее разглаживаться, и нам он будет слышен все ниже и ниже. Собственно, такое явление и называют эффектом Доплера.

Применение эффекта на практике

Не следует думать, что закономерность является лишь интересным физическим фактом. Эти знания весьма широко используются в современных технологиях. Так, например, радар сотрудников ГИБДД улавливает звук приближающегося автомобиля и указывает на превышение скорости. Кстати, на этом же принципе работают и охранные длина звуковой волнысигнализации, которые реагируют на движение в помещении.

Длина световой волны в космосе

Однако, пожалуй, наиболее значительным открытием, связанным с этой закономерностью распространения волн, является так называемый закон Хаббла. Еще в далеком 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл, рассматривая звездное небо в свой телескоп, обнаружил интереснейшую особенность. Дело в том, что многие отдаленные от нас галактики имеют красноватое свечение. Зная об эффекте Доплера, Хаббл ошарашил мир сенсационными выводами. Дело в том, что красноватое свечение в случае световой волны означало то же самое, что и нарастающая высота звука: источник удалялся. То есть сами галактики удалялись. И подобный эффект был обнаружен во всех частях космоса, куда бы ни был направлен телескоп. Таким образом, впервые было практически обнаружено, что наша Вселенная расширяется.