Частота звуку, світла і ефект Доплера
Частота звуку володіє характеристиками, властивими і для ряду інших явищ, що поширюються за допомогою хвилі. Це справедливо, наприклад, для світла або ж рентгенівського випромінювання. Частота звуку - це якась фізична величина, яка характеризується постійною кількістю повторень. Вона визначається за допомогою відношення кількості хвиль до проміжку часу, за який вони виникають. Наприклад, частота звуку визначає його висоту, яку ми чуємо. Або не чуємо, якщо коливання знаходяться поза межі наших слухових можливостей - інфра або ультразвук. Якщо ж мова йде про світловий випромінюванні, то в залежності від його частоти і довжини хвилі ми бачимо різні кольори спектру: від червоного до синього.
Частота звуку і ефект Доплера
Цікаве явище, пов'язане з розглянутою величиною, називається ефектом Доплера (По імені вченого-першовідкривача). Його можна спостерігати і на прикладі світлових хвиль, однак швидкість поширення світла дуже велика (близько 300 тисяч кілометрів на секунду), і це суттєво ускладнює спостереження за ним в повсякденних умовах. А швидкість поширення звукових хвиль помітно нижче. Отже, що ж таке ефект Доплера? Уявіть, ніби ви знаходитесь на узбіччі магістральної дороги, і до вас здалеку наближається автомобіль з працюючою сиреною. Коли він ще знаходиться далеко, рев сирени буде вам здаватися глухим. Це означає, що частота звуку низька. Але в міру наближення вона все більше буде наростати.
Ви зможете чути все більш і більш високий звуковий тон, який досягне максимуму, коли автомобіль буде проїжджати повз вас. Коли ж об'єкт мине вас і знову стане віддалятися, довжина хвилі звуку знову стане знижуватися (буквально, розгладжуватися, якщо це зобразити на графіку). Так виходить з тієї причини, що звук сирени спочатку в деякому роді «догоняєтся» машиною, що вкорочує відстань між западинами (гребенями) хвилі і робить тон вище, а потім, навпаки, «тікає», внаслідок чого хвиля як би «розгладжується». Власне, це і називають ефектом Доплера.
Значення ефекту
Однак не слід вважати, що ефект Доплера є якимось сухим фактом зі світу електродинаміки. Саме ці знання широко використовуються в сучасних звукових радарах, які засновані на вимірюванні хвильових частот. І таким же чином працівниками ГИБДД визначається швидкість руху автомобілів, а іншими відповідними службами - швидкість літаків, течії річок і т. Д. За цим принципом працюють і охоронні сигналізації, що реагують на рухи в приміщенні.
Відкриття Едвіна Хаббла
Але, напевно, найбільш значним відкриттям, пов'язаним з зазначеним ефектом, є закон Хаббла. Ще в 1929 році астроном з США Едвін Хаббл направив свій телескоп в зоряне небо. Спостерігаючи за віддаленими галактиками, він виявив цікаву річ. Багато з цих галактик були оповиті деяким ореолом червоною димки. Як звук удаляющегося предмета чується нам більш високим, так колір удаляющегося тіла здається людському оку червонуватим. Це буквально означало, що галактики розлітаються від нас. Цікаво, що чим далі розташована галактика, тим швидше вона видаляється. Це спостереження значною мірою сприяло найбільш популярною в середовищі сучасних астрофізиків ідеї про розширення Всесвіту і Великий вибух, як її початку.