Частата гуку, святла і эфект Доплера

Частата гуку валодае характарыстыкамі, уласцівымі і для шэрагу іншых з'яў, якія распаўсюджваюцца праз хвалі. Гэта справядліва, напрыклад, для святла ці ж рэнтгенаўскага выпраменьвання. Частата гуку - гэта нейкая фізічная велічыня, якая характарызуецца пастаянным колькасцю паўтораў. Яна вызначаецца з дапамогай адносіны колькасці хваляў да прамежку часу, за які яны ўзнікаюць. Напрыклад, частата гуку вызначае яго вышыню, якую мы чуем. Ці не чуем, калі ваганні знаходзяцца па-за мяжы нашых слыхавых магчымасцяў - инфра- або ультрагук. Калі ж гаворка ідзе пра светлавое выпраменьванні, то ў залежнасці ад яго частоты і даўжыні хвалі мы бачым розныя колеры спектру: ад чырвонага да сіняга.

Частата гуку і эфект Доплера

Цікавае з'ява, звязанае з разгляданай велічынёй, называецца эфектам Доплера (па імі вучонага-першаадкрывальніка). Яго можна назіраць і на прыкладзе светлавых хваляў, аднак хуткасць распаўсюджвання святла вельмі вялікая (каля 300 тысяч кіламетраў у секунду), і гэта істотна абцяжарвае назіранне за ім у паўсядзённых умовах. А хуткасць распаўсюджвання гукавых хваль прыкметна ніжэй. Такім чынам, што ж такое эфект Доплера? Уявіце, быццам вы знаходзіцеся на абочыне магістральнай дарогі, і да вас здалёк набліжаецца аўтамабіль з якая працуе сірэнай. Калі ён яшчэ знаходзіцца далёка, роў сірэны будзе вам здавацца глухім. Гэта значыць, што частата гуку нізкая. Але па меры набліжэння яна ўсё больш будзе нарастаць. Вы зможаце чуць ўсё больш і больш высокі гукавой тон, які дасягне максімуму, калі аўтамабіль будзе праязджаць міма вас. Калі ж аб'ект абміне вас і зноў стане выдаляцца, даўжыня хвалі гуку зноў стане зніжацца (літаральна, разгладжвацца, калі гэта адлюстраваць на графіцы). Так выходзіць па той прычыне, што гук сірэны спачатку ў пэўным сэнсе «даганяць» машынай, што кароціць адлегласць паміж западзінамі (грабянямі) хвалі і робіць тон вышэй, а потым, наадварот, «ўцякае», з прычыны чаго хваля як бы «разгладжваецца». Уласна, гэта і называюць эфектам Доплера.

значэнне эфекту

Аднак не варта лічыць, што эфект Доплера з'яўляецца нейкім сухім фактам са свету электрадынамікі. Менавіта гэтыя веды шырока выкарыстоўваюцца ў сучасных гукавых радарах, якія заснаваныя на вымярэнні хвалевых частот. І такім жа чынам работнікамі ДІБДР вызначаецца хуткасць руху аўтамабіляў, а іншымі адпаведнымі службамі - хуткасць самалётаў, плыні рэк і т. Д. Па гэтым прынцыпе працуюць і ахоўныя сігналізацыі, якія рэагуюць на рухі ў памяшканні.

Адкрыццё Эдвіна Хабла

Але, напэўна, самым значным адкрыццём, звязаным з згаданым эфектам, з'яўляецца закон Хабла. Яшчэ ў 1929 году астраном з ЗША Эдвін Хабл накіраваў свой тэлескоп ў зорнае неба. Назіраючы за аддаленымі галактыкамі, ён выявіў цікавую рэч. Многія з гэтых галактык былі агорнутыя некаторым арэолам чырвонай імгі. Як гук аддаляецца прадмета чуецца нам больш высокім, так колер аддаляецца цела здаецца чалавечаму воку чырванаватым. Гэта літаральна азначала, што галактыкі разлятаюцца ад нас. Цікава, што чым далей размешчана галактыка, тым хутчэй яна выдаляецца. Гэта назіранне ў значнай меры садзейнічала найбольш папулярнай у асяроддзі сучасных астрафізікаў ідэі аб пашыраецца Сусвету і Вялікім выбуху, як яе пачатку.