۱۳۹۳/۰۶/۲۰ , ۱۱:۲۱
Amin Seyedzadeh
تعریف اثر دوپلر
اثر دوپلر در فیزیک امواج می‌گوید که بسامد ظاهری یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرنده ی آن تغییر می‌کند. این پدیده را کریستیان یوهان دوپلر فیزیکدان اتریشی در مقاله‌ای در سال ۱۸۴۲ بیان کرد. اثر دوپلر در همه ی امواج مانند امواج صوتی و امواج الکترومغناطیسی دیده می‌شود.
هرگاه گیرنده‌ای به سمت یک منبع ساکن که از خود موج صوتی می‌فرستد برود، بسامد صوتی که می‌گیرد بیشتر از وقتی است که نسبت به منبع ساکن باشد (شنونده صدا را زیرتر می‌شنود). و اگر از منبع صوت دور شود، موجی را با بسامد کمتر می‌گیرد (شنونده صدا را بم‌تر می‌شنود). اگر منبع موج نیز از گیرنده دور و یا به او نزدیک شود، بسامد صوتی که شنونده می‌شنود نیز به ترتیب کمتر و یا بیشتر می‌شود.
رابطه میان سرعت و طول موج که اثر دوپلر نام دارد، یک تجربه روزانه است. به هواپیمایی که بر فراز ما پرواز می کند گوش کنید؛ صدای موتورش را چون نزدیک می شود با گام بیشتر و چون دور می شود با گم کمتر می شنویم.
گام بیشتر متناظر است با امواج صدا با طول موج کوتاه تر (طول موج فاصله میان دو قله یا دو قعر موج است) و فرکانس بیشتر (فرکانس شمار موج ها در ثانیه است).
هنگامی که هواپیما به سوی شما در حرکت است، در زمان گسیل قله بعدی موج، هواپیما به شما نزدیک تر است و فاصله میان قله های موج کاهش می یابد. همانند آن هنگامی که هواپیما دور می شود، طول موج ها افزایش می یابد و گامی که می شنوید کمتر است.
کاربردهای اثر دوپلر:
1- خفاشها ، برای اینکه با استفاده از پژواک جای یکدیگر و همچنین جای حشرات و شکار خود را تشخیص دهند، از طریق گسیل فیزیک امواج صوتی بسیار ریزی که معمولا برای گوش انسان قابل شنیدن نیست، به اثر دوپلر وابسته‌اند.
2- سرعت سنجی دوپلری ، روشی است که در آن نمایه سرعت در شاره با اندازه گیری تغییر فرکانس علامت گسیل شده و دریافت شده ، به کمک بلورهای مبدل ، بازسازی می‌شود.
3- کاربرد چشمگیر روش سرعت‌سنجی دوپلری در پزشکی و در تشخیص بی‌نظمی‌های جریان خون در اندام زنده است که با استفاده از یک کاونده فراصوتی که به همراه سوند وارد سرخرگ می‌شود، تحقق می‌یابد.
4- آشکارسازهای سرعت در خودروهای پلیس از اثر دوپلر برای امواج الکترومغناطیسی ، با فرکانسهایی که در چند نوار بسامدی میکروموج در نظر گرفته شده‌اند، استفاده می‌کنند.
5- همان طور که ذکر شد اثر دوپلر در مورد امواج نور نیز صادق است. اگر کهکشانی در فاصله ثابتی از زمین قرار گیرد، خطوط مشخصه در طیف آن در وضعیتی عادی یا استاندارد پدیدار می شود. پس اگر کهکشانی از ما دور شود، موج ها بلندتر یا کشیده به نظر می رسند و خطوط مشخصه به سوی سرخ (راست) جا به جا می شوند. اگر کهکشان به سوی ما در حرکت باشد، آنگاه موج ها فشرده پدیدار و خطوط به سوی آبی (چپ) جا به جا می گردند.
اخترشناسان در حوالی سال های 1912 تا 1925 با شگفتی بسیار دریافته بودند که تقریبا همه کهکشان ها در حال دور شدن از ما هستند. افزون بر آن، هر چه فاصله آنها از ما زیادتر است با سرعت بیشتری از ما دور می شوند. در نهایت این هابل بود که مهم ترین پیامد این کشف را در سال 1929 دریافت: در مقیاس کلان، هر کهکشان از دیگر کهکشان ها دور می شود. "جهان در حال گسترش است."
منابع:
1- جهان در پوست گردو، استیون هاوکینگ، ترجه محمد رضا محجوب، انتشارات حریر، چاپ نهم 1391، ص 114 و 115
