Доплеров ефект

Ефектът на Кристиан Доплер(1803 - 1853) се наблюдава, когато източникът на вълни се движи по отношение на наблюдателя. Всеки ученик знае връзката между скорост на вълната, дължина и честота на вълната u = λν. Ако източникът се приближава към наблюдателя, произведените от него вълни имат по-голяма честота (съответно по-малка дължина). Обратно, ако източникът се отдалечава от наблюдателя, излъчените от него вълни имат по-малка честота (т.е. по-голяма дължина). 

Източник на вълни в покой и в движение

Важно е да се отбележи, че ефектът не се дължи на действителната промяна в честотата на източника. Ефектът се наблюдава само защото разстоянието между наблюдателя и източника се променя(намалява или увеличава). Доплеровият ефект може да се наблюдава за всеки тип вълни - водни, звукови, светлинни и т.н. Поради нашите ежедневни преживявания най - добре познаваме ефекта на Доплер при звуковите вълни.

Може би си спомняте случай, в който полицейска кола (или линейка) се движи към вас по магистралата. Когато колата се приближава нейната сирена издава по – висок звук (с по-голяма честота) и след това изведнъж, когато колата отмине, звукът на сирената е по – нисък (с по-малка честота). Това е пример за ефекта на Доплер - привидна промяна в честотата на звукова вълна, произведена от движещ се източник.

В астрономията ефектът на Доплер се използва за определяне на скоростите на наблюдаемите галактики. Убеждението, че Вселената се разширява, се основава частично на наблюдения на светлинните вълни, излъчвани от звезди в далечните галактики.

Ако източникът на светлина се отдалечава от наблюдателя, се установява увеличаване дължината на светлинната вълна, спрямо дължината на светлинната вълна излъчена от неподвижен източник. Това увеличение се нарича червено отместване. Обратно, когато източникът се приближава към наблюдателя, е налице измерване на по-къса светлинна вълна т.е. синьо отместване. Колкото е по-голяма скоростта на източника, толкова по-голямо е изменението на дължината на вълната. Чрез измерване на това изменение е възможно да се определи скоростта на източника. Забележителният със своята простота закон на Хъбъл ни предоставя тази възможност.