Ključna razlika med Dopplerjevim učinkom v zvoku in svetlobi je v njuni hitrosti. Za Dopplerjev učinek v zvoku sta pomembni hitrosti opazovalca in vira glede na medij, skozi katerega gredo valovi, medtem ko je za Dopplerjev učinek v svetlobi pomembna le relativna razlika v hitrosti med opazovalcem in virom.
Dopplerjev učinek ali Dopplerjev premik je sprememba frekvence valovanja glede na opazovalca, ki se premika glede na vir valovanja. Ta učinek je bil poimenovan po fiziku Christianu Dopplerju. Glavni razlog za pojav Dopplerjevega učinka je emisija vsakega zaporednega vrha valov iz položaja, ki je bližje opazovalcu (v primerjavi z vrhom prejšnjega vala), ko se vir valov premika proti opazovalcu. Zaradi tega vsak val potrebuje nekoliko manj časa, da doseže opazovalca v primerjavi s prejšnjim valom. Zato se čas, potreben za prihode zaporednih vrhov valov na opazovalčev konec, zmanjša, frekvenca pa se poveča. To vodi do združevanja valov.
Kaj je Dopplerjev učinek v zvoku?
Dopplerjev učinek pri zvoku je sprememba frekvence zvoka, ki jo opazuje opazovalec, zaradi hitrosti opazovalca in vira zvoka, ki sta relativna glede na medij, skozi katerega zvok prehaja. Zvočni valovi ne morejo preiti skozi vakuum; zvok potrebuje medij, da prehaja skozi. Zato hitrost valovanja zvoka skozi medij, ki ga uporabljamo (običajno zrak, ki nas obdaja), vpliva na Dopplerjev učinek.
Na splošno je hitrost vira zvoka in sprejemnika glede na medij sorazmerno manjša od hitrosti zvočnih valov v mediju. Zato lahko za izračun uporabimo naslednjo enačbo.
Kjer je f frekvenca (opazovana), f0 frekvenca oddajanja, c hitrost valov v mediju, vr hitrost opazovalca glede na medij in vs hitrost vira zvoka glede na medij.
Obstaja več aplikacij Dopplerjevega učinka zvoka, vključno z akustičnim Dopplerjevim profilom toka, sireno, medicinskimi aplikacijami, kot so ehokardiogrami, Lesliejev zvočnik itd.
Kaj je Dopplerjev učinek v svetlobi?
Dopplerjev učinek v svetlobi je navidezna sprememba frekvence svetlobe, ki jo opazuje opazovalec, zaradi relativnega gibanja med opazovalcem in virom svetlobe. Svetloba je vrsta elektromagnetnega valovanja, ki ne potrebuje medija za prehod. Zato lahko štejemo, da svetloba prehaja skozi vakuum. Pri valovih, ki prehajajo skozi vakuum, je Dopplerjev učinek odvisen samo od relativne hitrosti opazovalca in vira svetlobe.
Na primer, pojava rdečega in modrega premika lahko opišemo z Dopplerjevim učinkom. Če upoštevamo vidno svetlobo, ko se svetlobni vir oddaljuje od opazovalca, povzroči, da je frekvenca, ki jo opazovalec sprejme, nižja od frekvence, ki jo oddaja svetlobni vir. To se imenuje rdeči premik. Poleg tega, če se vir svetlobe premakne proti opazovalcu, postane frekvenca, ki jo opazovalec sprejme, večja od frekvence oddajanja. Nato se frekvenca svetlobe premakne proti visokofrekvenčnemu koncu območja vidne svetlobe, kar vodi do modrega premika.
Kakšna je razlika med Dopplerjevim učinkom pri zvoku in svetlobi?
Zvočni valovi se širijo skozi medij, medtem ko svetloba ne potrebuje medija za prehod. Zato je ključna razlika med Dopplerjevim učinkom v zvoku in svetlobi ta, da sta za Dopplerjev učinek pri zvoku pomembna hitrost opazovalca in vira glede na medij, skozi katerega gredo valovi, medtem ko sta za Dopplerjev učinek pri svetlobi pomembna, je pomembna le relativna razlika v hitrosti med opazovalcem in virom.
Spodnja infografika prikazuje razliko med Dopplerjevim učinkom v zvoku in svetlobi v obliki tabele.
Povzetek – Dopplerjev učinek v primerjavi z zvokom in svetlobo
Zvočni valovi se širijo skozi medij, medtem ko svetloba ne potrebuje medija za prehod. Zato sta za Dopplerjev učinek v zvoku pomembni hitrosti opazovalca in vira glede na medij, skozi katerega gredo valovi, medtem ko je za Dopplerjev učinek v svetlobi pomembna le relativna razlika v hitrosti med opazovalcem in vir je pomemben. To je torej ključna razlika med Dopplerjevim učinkom v zvoku in svetlobi.
