Tabla de Contenidos
Doppler-effekten er ændringen i frekvensen af en bølge, når den opfattes af en observatør, der er i bevægelse i forhold til kilden, der udsender bølgen . Denne effekt udmønter sig i en stigning i frekvensen (og et fald i bølgelængden), når observatøren nærmer sig kilden (eller kilden nærmer sig observatøren) og et fald i frekvensen, når de bevæger sig væk fra hinanden.
Vi kan se denne effekt hver dag, når vi observerer ændringen i tonehøjde i lyden af en bil, der nærmer sig os og derefter bevæger sig væk fra os, såsom i et Formel 1-løb. Lyden er mærkbart højere, når bilen nærmer sig os, end når den passerer foran og bevæger sig så væk.
Den ændring i tone, som vi opfatter, kan være det mest håndgribelige eksempel på Doppler-effekten i vores daglige liv. Denne effekt gælder dog ikke kun for lydbølger, men for enhver type bølge, inklusive lysbølger. Af denne grund er Doppler-effekten af stor betydning inden for astronomi og mange andre videnskabelige discipliner.
Doppler effekt formel
Doppler-effekten kan skrives i form af et par ligninger, der relaterer den observerede frekvens eller bølgelængde til kildens. Dens anvendelse afhænger af, om kilden til bølgerne og observatøren bevæger sig mod eller væk fra hinanden.
Når kilden nærmer sig observatøren
I dette tilfælde er ligningen eller formlen, der skal bruges:
I disse ligninger repræsenterer f obs frekvensen opfattet af observatøren; f source er den frekvens, som kilden udsender; λ er bølgelængden; v er den hastighed, hvormed bølgen forplanter sig i mediet, og v source er den relative hastighed, hvormed kilden nærmer sig observatøren.
Som det ses, forudsiger ligningerne, at frekvensen opfattet af iagttageren vil stige, når hastigheden, hvormed kilden nærmer sig, stiger, mens det modsatte sker med bølgelængden.
Når kilden bevæger sig væk fra observatøren
Disse ligninger er ækvivalente med de foregående, med forskellen på tegnet for kildens hastighed:
Alle variabler er de samme som i det foregående tilfælde. Disse ligninger forudsiger, at frekvensen opfattet af observatøren vil falde, og bølgelængden vil stige, efterhånden som hastigheden, hvormed kilden trækker sig tilbage, stiger.
rødforskydning eller rødforskydning
Lys opfører sig som en elektromagnetisk bølge, der forplanter sig i et vakuum med en konstant hastighed på cirka 300.000 km/s. Det, der bestemmer lysets farve, er dets bølgelængde eller dets frekvens. Synligt lys med højere frekvens eller kortere bølgelængde er en farve mellem blå og violet, mens lys med længere bølgelængde og derfor lavere frekvens er rødt.
Når Doppler-effekten opstår, når vi bevæger os væk fra en lyskilde (eller når en lyskilde bevæger sig væk fra os), opfatter vi det lys med en lavere frekvens end den, som kilden udsender. Denne variation i frekvens bevirker, at farven af lys, som vi opfatter, er tættere på rød, end den var før i spektret af synligt lys. Af denne grund kaldes dette fænomen skift eller rødforskydning.
Som det kan ses, er rødforskydning af stor relevans i astronomi, da dens kvantificering giver os mulighed for indirekte at bestemme den hastighed, hvormed andre himmellegemer bevæger sig væk fra os. Dette opnås ved at bestemme frekvensskiftet i de atomare absorptionslinjer for lys fra fjerne stjerner og tåger.
Det skal bemærkes, at det faktum, at det kaldes et rødt skift, ikke betyder, at selve lyset er rødt, men derimod at dets frekvens skiftede i den retning eller forstand, hvori frekvensen af den røde farve findes i det elektromagnetiske spektrum.
Blåt skift eller skift
Blåforskydning er den modsatte effekt af rødforskydning: det refererer til stigningen i frekvensen af en lysbølge eller elektromagnetisk bølge udsendt af en kilde, der kommer tættere på os.
Effekten af forskydning eller forskydning til det blå bruges for eksempel i pistolhastighedsmålere, som politiet bruger til at bestemme hastigheden, hvormed en bil bevæger sig, især dem, der arbejder med LIDAR-teknologi (system til måling og detektering af objekter vha. laser).
Referencer
- Juano, A. et al (sf). Doppler-effekten og skiftet til rød og blå . Hentet fra https://www.ucm.es/data/cont/docs/136-2015-01-27-El%20efecto%20Doppler.pdf
- Nuñez, O (sf). Doppler-effekt: rød og blå skift . Gendannet fra https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4424/doppler-effect-shift-toward-red-and-blue-
- Serway, RA, Beichner, RJ, & Jewett, JW (1999). Fysik: For forskere og ingeniører (Saunders Golden Sunburst Series) (5. udg .). Philadelphia, PA: Saunders College Pub.
