I 1842 konstaterede fysikeren og matematiker Christian Doppler, at hvis lydkilden og observatøren bevæger sig i forhold til hinanden, falder lydfrekvensen, der opfattes af observatøren, ikke sammen med frekvensen af lydkilden. I dag kalder vi dette fænomen "Doppler-effekt", og det er med sine hjælpens astronomer på udkig efter exoplans - verdener, der roterer omkring andre stjerner uden for vores solsystem. 442 af 473 blev de eksoplanetter, der blev kendt i dag, påvist under anvendelse af Doppler-effekten, som beskriver ændringer i frekvensen af en hvilken som helst type lyd eller lysbølge, der produceres af en bevægelig kilde i forhold til observatøren. Fænomenet åbnet af den østrigske videnskabsmand i det 19. århundrede er en integreret del af de moderne teorier om oprindelsen af vores univers og bruges til at forudsige vejret, studere stjernens bevægelse såvel som i diagnosen kardiovaskulære sygdomme.
Hvad er Doppler-effekten?
Forestil dig en pølse, i midten af det, der sidder en tilfreds bille. Hver gang han ryster sine poter, skaber det interferens, der bevæger sig langs vandet. Hvis disse forstyrrelser forekommer på et tidspunkt, vil de blive distribueret fra dette punkt i alle retninger. Da hver forargelse bevæger sig i samme miljø, vil de alle flytte i alle retninger med samme hastighed.
Mønsteret fra Beetle Paws vil være en række cirkler, der når kanterne af pytrene med samme frekvens. Observatøren på punkt A (venstre kant af pyttlerne) vil se indignation, slå om kanten af pytter med samme frekvens som observatøren på punktet i (højre kant af pyttlerne). Faktisk vil den hyppighed, med hvilken cirklerne når kanterne af pytterne, være de samme som den hyppighed, som bille bevæger sig på poterne, definerer vi det med to forstyrrelser pr. Sekund.
Antag nu, at Beetle sejler til observatøren B, der producerer forstyrrelser med samme frekvens. Da insektet bevæger sig til højre, forekommer hver forargelse tættere på observatøren i og længere fra observatøren A og hensigtsmæssig vil nå observatøren i hurtigere. Samtidig synes observatøren, at hyppigheden af forstyrrelser ankomsten er højere end den hyppighed, som disse forstyrrelser opstår; Observatør A, tværtimod vil det synes, at hyppigheden af forstyrrelser er lavere end faktisk. Dette eksempel illustrerer forhåbentlig Doppler-effekten.
Endnu mere fascinerende artikler om de fysiske opdagelser, som verden ændrede, læste på vores kanal i Yandex.Dzen. Der er regelmæssigt offentliggjorte artikler, der ikke er på webstedet!
Hvis ikke, bemærker vi, at Doppler-effekten kan observeres for enhver form for bølge - vandbølger, lydbølge, lysbølge og så videre. Forestil dig, at politibilen bevæger sig til at møde dig. Når bilen nærmer dig med en lilla på, bliver lyden af sirenerne højere, men bliver mere støjsvage, da bilen passerer forbi. Dette er et andet eksempel på Doppler-effekten - et indlysende skift af lydbølgefrekvensen, der er oprettet af en bevægende kilde.
Hvordan virker Doppler-effekten?
Doppler-effekten er af stor interesse for astronomer, der bruger information om skiftet af den elektromagnetiske bølgefrekvens, der produceres ved at flytte stjerner i vores galakse og videre. Faktisk udøver antagelsen om forskere, at vores univers udvider med acceleration, dels baseret på observationerne af elektromagnetiske bølger udsendt af stjernerne i fjerne galakser. Det er også muligt at bestemme specifikke oplysninger om stjernerne inde i galakserne ved hjælp af Doppler-effekten.
Moderne teleskoper tillader astronomer at studere stjernerne i fjerne galakser. Som regel søger de kilder til lys, der udsender elektromagnetiske bølger. Overhold effekten af Doppler-astronomer kan, når stjernen roterer rundt om sit eget midtpunkt og bevæger sig enten mod jorden eller fra den. Disse bølgelængdeforskydninger kan ses som fine ændringer i stjernespektrum - regnbuefarver udsendt af lys.
Når en stjerne bevæger sig til os, komprimeres dens bølgelængder, og spektret køber en blålig farve. Når en stjerne fjernes fra os, lyser dens spektrum rødt.
For at observere den røde og blå glød bruger astronomer en spektrografi - en højopløselig medalist, som deler indgående lysbølger på forskellige farver. I det ydre lag af hver stjerne er der atomer, der absorberer lys på visse bølgelængder, og denne absorption manifesteres i form af mørke linjer i forskellige farver af stjernens spektrum. Forskere bruger skift i disse linjer som praktiske markører for at måle værdierne for Doppler-effekten.
Se også: Mandela's effekt - hvorfor husker folk, hvad der ikke var?
Det er umuligt ikke at bemærke, at Doppler-effekten ikke kun bruges i astronomi. Afsendelse af radarstråler i atmosfæren og studere ændringer i bølgelængder af returstråler, meteorologer søger vand i atmosfæren. Doppler-effekten anvendes også i medicin med ekkokardiogrammer, der sender ultralydstråler gennem kroppen for at måle ændringer i blodbanen for at sikre, at hjerteventilen fungerer korrekt eller at diagnosticere kardiovaskulære sygdomme.