Kľúčový rozdiel medzi dopplerovským efektom vo zvuku a svetle je v ich rýchlosti. Pre dopplerovský efekt vo zvuku je dôležitá rýchlosť pozorovateľa a zdroj relatívne k médiu, ktorým vlny prechádzajú, zatiaľ čo pre dopplerov efekt vo svetle je dôležitý iba relatívny rozdiel v rýchlosti medzi pozorovateľom a zdrojom..
Dopplerov efekt alebo Dopplerov posun je zmena frekvencie vlny vzhľadom na pozorovateľa, ktorý sa pohybuje vzhľadom na zdroj vlny. Tento efekt bol pomenovaný po fyzikovi Christianovi Dopplerovi. Hlavným dôvodom výskytu Dopplerovho javu je vyžarovanie každého následného hrebeňa vĺn z polohy bližšie k pozorovateľovi (v porovnaní s hrebeňom predchádzajúcej vlny), keď sa zdroj vĺn pohybuje smerom k pozorovateľovi. Vďaka tomu každá vlna trvá o niečo menej času, kým sa dostane k pozorovateľovi v porovnaní s predchádzajúcou vlnou. Preto sa čas potrebný na príchody po sebe idúcich vrcholov vĺn na konci pozorovateľa skracuje, čím sa zvyšuje frekvencia. To vedie k tomu, že sa vlny spájajú.
Čo je Dopplerov efekt vo zvuku?
Dopplerov efekt vo zvuku je zmena frekvencie zvuku pozorovaného pozorovateľom v dôsledku rýchlosti pozorovateľa a zdroja zvuku, ktoré sú relatívne k médiu, ktorým zvuk prechádza. Zvukové vlny nemôžu prechádzať cez vákuum; zvuk potrebuje médium, cez ktoré prejde. Preto rýchlosť vlny zvuku cez médium, ktoré používame (zvyčajne vzduch, ktorý nás obklopuje), ovplyvňuje Dopplerov efekt.
Vo všeobecnosti je rýchlosť zdroja zvuku a prijímača vzhľadom na médium porovnateľne nižšia ako rýchlosť zvukových vĺn v médiu. Preto môžeme na výpočty použiť nasledujúcu rovnicu.
Kde f je frekvencia (pozorovaná), f0 je vysielaná frekvencia, c je rýchlosť vĺn v médiu, vr je rýchlosť pozorovateľa vzhľadom na médium a vs je rýchlosť zdroja zvuku vzhľadom na médium.
Existuje niekoľko aplikácií dopplerovského efektu zvuku, vrátane akustického Dopplerovho prúdového profiléra, sirény, medicínskych aplikácií, ako sú echokardiogramy, Leslieho reproduktor atď.
Čo je Dopplerov efekt vo svetle?
Dopplerov jav vo svetle je zjavná zmena frekvencie svetla pozorovaného pozorovateľom v dôsledku relatívneho pohybu medzi pozorovateľom a zdrojom svetla. Svetlo je typ elektromagnetického vlnenia, ktoré nevyžaduje médium na prechod. Preto môžeme uvažovať, že svetlo prechádza vákuom. Pre vlny prechádzajúce vákuom závisí Dopplerov jav iba od relatívnej rýchlosti pozorovateľa a zdroja svetla.
Napríklad môžeme opísať javy červeného a modrého posunu pomocou Dopplerovho efektu. Keď sa uvažuje o viditeľnom svetle, keď sa zdroj svetla vzďaľuje od pozorovateľa, spôsobuje to, že frekvencia prijímaná pozorovateľom je nižšia ako frekvencia vysielaná zdrojom svetla. Toto sa nazýva červený posun. Navyše, ak sa svetelný zdroj pohybuje smerom k pozorovateľovi, frekvencia prijímaná pozorovateľom je väčšia ako vysielaná frekvencia. Potom sa frekvencia svetla posunie smerom k vysokofrekvenčnému koncu rozsahu viditeľného svetla, čo vedie k modrému posunu.
Aký je rozdiel medzi Dopplerovým efektom vo zvuku a svetle?
Zvukové vlny sa šíria médiom, zatiaľ čo svetlo nepotrebuje médium na prechod. Preto je kľúčový rozdiel medzi dopplerovským efektom vo zvuku a svetle v tom, že pre dopplerovský efekt vo zvuku je dôležitá rýchlosť pozorovateľa a zdroj relatívne k médiu, ktorým vlny prechádzajú, zatiaľ čo pre dopplerovský efekt vo svetle, dôležitý je iba relatívny rozdiel v rýchlosti medzi pozorovateľom a zdrojom.
Nasledujúca infografika uvádza rozdiel medzi dopplerovským efektom vo zvuku a svetlom v tabuľkovej forme.
Zhrnutie – Dopplerov efekt vo zvuku vs svetlo
Zvukové vlny sa šíria prostredím, zatiaľ čo svetlo nepotrebuje médium, aby ním prešlo. Preto je pre dopplerov efekt vo zvuku dôležitá rýchlosť pozorovateľa a zdroja vzhľadom k médiu, ktorým vlny prechádzajú, zatiaľ čo pre dopplerov efekt vo svetle je dôležitý iba relatívny rozdiel v rýchlosti medzi pozorovateľom a zdroj je dôležitý. Toto je kľúčový rozdiel medzi dopplerovským efektom vo zvuku a svetle.
