اثر داپلر چیست؟

جای آرامی نشسته اید که ناگهان آرامش شما با صدای آژیر آمبولانسی که دارد نزدیک می شود، به هم می خورد.
همچنانکه آمبولانس نزدیک می شود، صدای آژیر آن زیرتر می شود (بسامد یا فرکانس آن بالا می رود)، تا به جلوی شما می رسد. سپس در حالیکه آمبولانس دور می شود، صدای آژیر آن بم تر به گوش شما می رسد (بسامد آن پایین می آید).

با این حال شما می دانید که میزان صدای آژیر آمبولانس در تمام این مدت ثابت بوده است. چه اتفاقی افتاده است؟

مسئله تخیل شما نیست. اثر داپلر برای اولین بار به صورت علمی بوسیله کریستین داپلر در سال ۱۸۴۲ توصیف شد، و چند سال بعد در تجربیاتی که بر روی قطارهای درحال حرکت انجام شد، اثبات شد.

اثر دوپلر در فیزیک امواج می‌گوید که بسامد ظاهری یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرندهٔ آن تغییر می‌کند.

این اثر تفاوت ادراک شده ای را توصیف می کند که میان فرکانسی که در آن یک موج منبعش را ترک می کند و فرکانسی که در آن به ناظر می رسد، در نتیجه حرکت ناظر یا منبع به وجود می آید.
فرکانس (یا دانگ) مقیاسی است که برمبنای فاصله میان ستیغ یک موج با ستیغ موج بعدی است. هر چه این فاصله نزدیک تر باشد، فرکانس بالاتر است.
اگر منبع موج به سوی ناظر درحرکت باشد (یا برعکس ناظر به سوی منبع حرکت کند) فاصله میان ستیغ موج ها در رابطه با ناظر کوچکتر و کوچکتر خواهد شد، چرا که هر ستیغ موج پیش از رسیدن به گوش ناظر فاصله کمتری را باید بپیماید.
بر عکس اگر منبع و ناظر از یکدیگر دور شوند، هر ستیغ موج پیشرونده باید فاصله بیشتری را بپیمایند تا به گوش ناظر برسند.
به این ترتیب در مورد آژیر آمبولانس در حال نزدیک شدن به شما، ابتدا دانگ یا بسامد صدا بالا می رود و بعد در هنگام دور شدن آمبولانس بسامد صدا پایین می آید.
اثر داپلر بر این واقعیت تاکید می کند که تجربه بسیاری از پدیده ها به نقطه ارجاع فرد بستگی دارد.
صدای آژیر در ارجاع به شما دچار بالا و پایین رفتن بسامد می شود. اما برای رانند ه آمبولانس، فرکانس صدا ثابت باقی می ماند.در مقابل اگر شما روی میزتان آژیری می داشتید، به طرز مشابهی دانگ صدای آن برای راننده بالا و پایین می رفت.
البته اثر داپلر تنها برای امواج صوتی رخ نمی دهد. در مورد امواج نور هم پدیده های جابجایی به سوی قرمز (redshift) و جابجایی به سوی آبی (blueshift) به علت همین تفاوت ادراک شده در فرکانس ها است.

منابع:

http://www.aftabir.com

http://vazeh.com/n-741382_

http://iranata.com/2013/02/doppler-effect.html