Dopplereffekt

Dopplereffekt. I 1 er lydkilden stationær i forhold til A og B, så de hører lyden ved samme frekvens. I 2 bevæges lydkilden mod B, og han hører derfor lyden med højere frekvens end den, lydkilden udsender. A hører til gengæld lyden med lavere frekvens, fordi lydkilden bevæger sig væk fra ham.

.
.
Licens: Brukerspesifisert
.
Licens: Brukerspesifisert

Dopplereffekt, fysisk fænomen, som bevirker, at den frekvens, en bølge observeres med, afhænger af bevægelsen af bølgekilden, af iagttageren eller af dem begge. Christian Doppler beskrev og forklarede effekten i 1842. For lydbølger er effekten velkendt, fx ved passage af et udrykningskøretøj, hvis sirene har en højere tone (frekvens), når køretøjet nærmer sig, end når det fjerner sig.

Faktaboks

etymologi:
Fænomenet er opkaldt efter den østrigske matematiker og fysiker Christian Doppler.

Hvis en lydkilde nærmer sig en detektor (fx et øre), vil den sidst udsendte bølge i et bølgetog have kortere vej at tilbagelægge end den først udsendte. Det udsendte bølgetog registreres derfor inden for et kortere tidsrum, dvs. er "pakket tættere sammen", end hvis kilden er stationær, dvs. at den registrerede frekvens er højere. Tilsvarende er frekvensen lavere, hvis kilden fjerner sig. Lignende frekvensændringer iagttages, når detektoren bevæges i forhold til lydkilden.

Er lydkildens frekvens ν, kan den iagttagne frekvens ν′ udtrykkes som

idet v er lydens hastighed i luft, vd detektorens hastighed og vs lydkildens hastighed, begge i forhold til luften. Det er forudsat, at detektor og kilde bevæger sig mod hinanden langs deres forbindelseslinje. Er en af hastighederne vd eller vs rettet modsat, skal dens fortegn ændres i formlen.

Lys og andre elektromagnetiske bølger. Efter relativitetsteorien er lysets hastighed uafhængig af bevægelsen af lyskilde og iagttager, og Dopplereffekten afhænger kun af disses relative hastighed v. Er θ vinklen mellem lysets udbredelsesretning og detektorens relative hastighed, bliver den iagttagne frekvens

hvor c er lyshastigheden. Den iagttagne frekvens er lavere end den udsendte, når kilde og detektor fjerner sig fra hinanden, og højere, når kilde og detektor nærmer sig hinanden.

Dopplereffekten har stor betydning for den observerende astronomi, idet den fx gør det muligt at bestemme stjerners og galaksers hastighed i forhold til Jorden. I lyset fra stjernerne genfindes de kendte atomare spektrallinjer, men specielt fra fjerne galakser er de observerede frekvenser forskudt mod den langbølgede (røde) del af lysspektret. Fænomenet kaldes rødforskydning. Da spektrene fra fjerne galakser har kraftig rødforskydning, støtter dette teorien om, at Universet er i ekspansion.

Effekten udnyttes desuden i radarsystemer, til måling af bilers hastighed, til alarmsystemer og i medicinske undersøgelser (se Dopplerundersøgelse).

Atomernes bevægelse i en lysende gas giver anledning til Dopplerbredning af de udsendte spektrallinjer, dvs. der forekommer frekvenser både lidt højere og lidt lavere end gassens karakteristiske frekvenser. Årsagen hertil er, at atomerne bevæger sig i alle retninger og med forskellige hastigheder i forhold til detektoren.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig