Ефекат Доплера за звучне таласе

Доплеров ефекат је средство којим таласна својства (тачније на фреквенције) утиче кретање извора или слушаоца. Слика десно показује како би покретни извор искривио таласе који долазе из њега, због Доплеровог ефекта (такође познатог као Смењивање доплера).

Ако сте икада чекали на железничком прелазу и слушали звиждук воза, вероватно сте приметили да се висина звиждука мења како се помера у односу на вашу позицију. Слично томе, стена сирене мења се како се приближава, а затим вас проводи на путу.

Размотрите ситуацију у којој је кретање оријентисано у линији између слушаоца Л и извора С, а смер од слушаоца до извора као позитивни правац. Брзине в_Л и в_С су брзине слушаоца и извора у односу на таласни медијум (ваздух у овом случају који се разматра у мировању). Брзина звучног таласа, в, увек се сматра позитивним.

Примењујући ове покрете и прескачући све неуредне изводе, добићемо фреквенцију коју слушатељ чује (ф_Л) у погледу фреквенције извора (ф_С):

ф_Л = [(в + в_Л)/(в + в_С)] ф_С

Ако је слушатељ у мировању, тада в_Л = 0.
Ако је извор у мировању, тада в_С = 0.
То значи да ако се ни извор ни слушалац не крећу ф_Л = ф_С, управо то би се могло очекивати.

Ако се слушалац креће ка извору, тада в_Л > 0, иако се тада одмиче од извора в_Л < 0.

Алтернативно, ако се извор креће према слушаоцу, кретање је у негативном смеру, тако в_С <0, али ако се извор удаљава од слушаоца в_С > 0.

Доплеров ефекат је у основи својство понашања физичких таласа, па нема разлога да верујемо да се односи само на звучне таласе. Заиста, чини се да би било какав талас показао Доплеров ефекат.

Тај исти концепт се може применити не само на светлосне таласе. То помера светлост дуж електромагнетног спектра светлости (оба) видљива светлост и шире), стварајући а Доплерски помак у светлосним таласима која се назива или црвена промена или блуесхифт, у зависности да ли се извор и посматрач удаљавају један од другог или један према другом. 1927. астроном Едвин Хуббле посматрали су како се светлост из далеких галаксија помера на начин који се поклапа са предвиђањима Доплеров помак и био је у могућности да то искористи да предвиди брзину којом се одмичу од Земља. Показало се да су се генерално далеке галаксије удаљавале од Земље брже од оближњих галаксија. Ово откриће помогло је да се увере астрономи и физичари (укључујућиАлберт Ајнштајн) да се универзум заправо ширио, уместо да остане статичан читаву вечност, и на крају су та запажања довела до развоја теорија Великог праска.