Učinek valovne dolžine in Dopplerja

25. 3. 2019

Vsi iz šole se zavedamo takšnega pojava, kot je valovna dolžina svetlobe ali zvoka. Valovna frekvenca (zvok ali elektromagnetno sevanje) je vrsta fizikalne količine, za katero je značilno določeno število ponovitev. Frekvenca vala je določena z razmerjem med ponovitvami in časovnim intervalom, v katerem se pojavijo. Na primer, ko je dolžina zvok poveča, slišimo višji zvok in govorimo o njegovi visoki frekvenci. Zanimivo je, da lahko slišimo in vidimo le v določenem obsegu takšnega spektra - svetlobo ali zvok. Karkoli višje ali nižje od tega, fiziki kličejo infrardeče ali ultravavno sevanje.

valovna dolžina

Učinek valovne dolžine in Dopplerja

Ta pojav je povezan s tako zanimivim fizičnim vzorcem, kot je Dopplerjev učinek (imenovan po svojem odkritelju). Podoben učinek lahko opazimo na primeru svetlobnih in zvočnih valov. Hitrost širjenja prvih je prevelika, da bi jih lahko opazili brez posebnih naprav. Toda na zvočnem primeru je Dopplerjev učinek zelo enostavno videti v našem vsakdanjem življenju! Ne pozabite, kaj ste slišali, stoji na postaji železniške postaje v trenutku, ko se vlak približuje od daleč! Ko je vlak še vedno daleč, se bo njegov zvok zdel gluh za vas. To pomeni, da je dobesedno valovna dolžina zvoka v tem trenutku nizka. Vendar pa s pristopom tega vira valovna dolžina svetlobe
zvok in njegova frekvenca se bo povečala. Zdaj slišimo višji ton. To je zato, ker zvok, ki ga oddaja kompozicija, dobesedno dohiti z lastnim virom, zaradi česar je frekvenca valov vse višja. In hitreje se vlak približuje, močnejša valovna dolžina se bo povečala. In obratno: ko odstranite izvor zvoka, bodo njegovi valovi postali bolj gladki in slišali ga bomo nižje in nižje. Pravzaprav se ta pojav imenuje Dopplerjev učinek.

Uporaba učinka v praksi

Ne smemo misliti, da je zakon le zanimivo fizično dejstvo. To znanje se široko uporablja v sodobni tehnologiji. Na primer, radar prometne policije zazna zvok vozila, ki se približuje, in opozarja na prekoračitev hitrosti. Mimogrede, na istem načelu dela in varnosti valovna dolžina zvoka alarmi, ki se odzivajo na gibanje v prostoru.

Valovna dolžina svetlobe v prostoru

Vendar je morda najpomembnejše odkritje, povezano s tem vzorcem širjenja valov, tako imenovani Hubblov zakon. Leta 1929 je ameriški astronom Edwin Hubble s teleskopom opazoval zvezdno nebo in odkril zanimivo lastnost. Dejstvo je, da imajo številne galaksije oddaljene od nas rdečkasto sijaj. Vedel je za Dopplerjev učinek, Hubble je osupnil svet s senzacionalnimi zaključki. Dejstvo je, da je rdečkast sij v primeru svetlobnega vala pomenil isto stvar kot povečanje smeri zvoka: vir je bil odstranjen. To pomeni, da so same galaksije odstranili. Podoben učinek je bil ugotovljen v vseh delih kozmosa, kjerkoli je bil usmerjen teleskop. Tako se je prvič praktično odkrilo, da se naš Vesolje širi.