Светлосни таласи из извора који се крећу доживљавају Доплеров ефекат да резултира или црвеним помаком или плавим помаком у фреквенцији светлости. Ово је на начин сличан (мада није идентичан) са другим врстама таласа, попут звучних таласа. Главна разлика је у томе што светлосним таласима није потребан медиј за путовање, па класична примена Доплеровог ефекта не односи се тачно на ову ситуацију.
Релативистички доплерски ефекат за светлост
Размотрите два објекта: извор светлости и „слушаоца“ (или посматрача). Пошто светлосни таласи који путују празним простором немају средину, анализирамо Доплеров ефекат светлости у смислу кретања извора у односу на слушаоца.
Поставили смо наш координатни систем тако да је позитиван правац од слушаоца ка извору. Дакле, ако се извор удаљава од слушаоца, његова брзина в је позитивно, али ако се креће према слушаоцу, тада в је негативан. Слушалац је у овом случају увек сматра се у мировању (дакле в је стварно тотал релативна брзина између њих). Брзина светлости ц увек се сматра позитивним.
Слушалац прима фреквенцију фЛ која би била различита од фреквенције коју преноси извор фС. То се израчунава релативистичком механиком, применом неопходне контракције дужине и добија се однос:
фЛ = скрт [( ц - в)/( ц + в)] * фС
Ред Схифт & Блуе Схифт
Извор светлости који се креће далеко од слушаоца (в позитивно) пружио би фЛ то је мање од фС. У спектар видљиве светлости, то изазива помицање према црвеном крају светлосног спектра, па се назива а црвени помак. Када се извор светлости креће према слушалац (в онда је негативан) фЛ је већи од фС. У спектру видљиве светлости, то изазива помицање ка високофреквентном крају светлосног спектра. Из неког разлога, љубичица је добила кратак крај штапа и такав помак фреквенције се заправо зове а плава смјена. Очигледно је да у подручју електромагнетског спектра изван спектра видљиве светлости ти помаци можда и нису у правцу црвене и плаве боје. Ако сте, примјерице, инфрацрвени, иронично се мијењате далеко од црвеног кад осјетите "црвени помак."
Апликације
Полиција користи ову некретнину у радарским кутијама које користе за праћење брзине. Радио таласи преносе се ван, сударају са возилом и одбију назад. Брзина возила (која делује као извор рефлексног таласа) одређује промену фреквенције која се може открити помоћу кутије. (Сличне апликације се могу користити за мерење брзина ветра у атмосфери, што је „Допплеров радар"којих метеоролози тако воле.)
Ова Доплеровска измена се такође користи за праћење сателита. Посматрајући како се фреквенција мења, можете одредити брзину у односу на локацију, која омогућава праћење на земљи да анализира кретање објеката у простору.
У астрономији, ове промене су корисне. Када посматрате систем са две звезде, можете да кажете који се креће ка вама, а који даље, анализирајући како се фреквенције мењају.
Што је још значајније, докази из анализе светлости из удаљених галаксија показују да светлост доживљава црвени помак. Ове галаксије се удаљавају од Земље. У ствари, резултати тога су мало изван пуког Доплеровог ефекта. Ово је у ствари резултат просторног времена како се предвиђа општа релативност. Екстраполације овог доказа, заједно са другим налазима, подржавају "Велики прасак"слика порекла универзума.