Валерий Яковлев Грандмастер

Что такое «Эффект Доплера»?

17 марта 1853 года умер профессор физики Венского университета Кристиан Доплер (Christian Doppler). Он открыл физический эффект, который мы все когда-либо наблюдали — изменение тона гудка приближающегося или удаляющегося поезда. В первом случае он выше, а во втором ниже, чем у неподвижно стоящего.

Об эффекте Доплера не все знают, но все его наблюдали, слушая изменяющийся гудок приближающегося поезда Фото: Depositphotos

Это легко объяснить. Тон звука, слышимый нами, зависит от частоты звука, точнее, звуковой волны, доходящей до уха.

  • Если источник звука движется нам навстречу, то гребень каждой следующей волны приходит чуть быстрее, так как был испущен уже ближе к нам. Волны воспринимаются ухом как более частые, то есть звук кажется выше.
  • При удалении источника звука каждая следующая волна испускается чуть дальше и доходит до нас чуть позднее предыдущей, а мы ощущаем более низкий звук.

То же самое происходит, если движется не источник звука, а мы сами. Если мы набегаем на волну, её гребни пересекаем чаще, и звук кажется выше. Если убегаем от волны — наоборот. То есть не важно — движется источник или приёмник звука. Для наблюдения эффекта Доплера главное — их движение относительно друг друга. Этот эффект наблюдается не только для звука, а и для волн любой частоты — световых и даже радиоактивного излучения.

Кристиан Доплер
Кристиан Доплер
Фото: ru.wikipedia.org

Благодаря эффекту Доплера, астрономы установили, что Вселенная расширяется — звёзды разбегаются друг от друга. С его помощью определяются параметры движения планет и космических аппаратов. Эффект Доплера лежит в основе радаров, с помощью которых гаишники определяют скорость автомобиля. Медики используют этот эффект для того, чтобы с помощью ультразвукового прибора отличить вены от артерий при проведении инъекций.

Самое поразительное, что эффект Доплера работает и в случае, когда частоты колебаний огромны, как в случае радиоактивного излучения, а относительные скорости источника и поглотителя — всего миллиметры в секунду. То есть энергия гамма-квантов меняется за счёт эффекта Доплера на очень незначительную величину. Это используется в спектрометрах ядерного гамма резонанса (мёссбауэровских спектрометрах).

Я занимаюсь этим методом исследований 35 лет. Но до сих пор восхищаюсь, что острота его резонанса — десять в минус тринадцатой степени. Это означает, что можно отличить друг от друга ядерные энергетические уровни, энергия одного из которых, например, равна 1, а другого — 1,0000000000001. Не зря Рудольф Мёссбауэр получил за это Нобелевскую премию!

Титульный лист статьи «О цветном свете двойных звезд и некоторых других звезд на небесах»
Титульный лист статьи «О цветном свете двойных звезд и некоторых других звезд на небесах»
Фото: ru.wikipedia.org

И всё это стало возможным благодаря Кристиану Доплеру. Он родился 29 ноября 1803 года в Зальцбурге. В 1825 году окончил Политехнический институт в Вене, с 1829 по 1833 преподавал высшую математику в Вене. Затем, в течение полутора лет, ему пришлось работать клерком на хлопчатобумажной фабрике. Он даже хотел эмигрировать в Америку, но получил приглашение быть профессором в Праге, где проработал с 1835 по 1847 год. С 1847 года Доплер — профессор Горной и Лесной академий в Хемнице (Венгрия), с 1848 года — член Венской Академии Наук. С 1850 года — профессор Венского университета.

Памятник Кристиану Доплеру
Памятник Кристиану Доплеру
Фото: ru.wikipedia.org

В конце 1853 года у Доплера обострилось заболевание туберкулёзом, и ученый физик вынужден был поехать на лечение в Венецию, где после пяти месяцев болезни, не дожив до 50 лет, 17 марта 1853 года скончался…

Обновлено 11.01.2019
Статья размещена на сайте 10.03.2008

Комментарии (5):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Cегодня ультразвуковое исследования (УЗИ) так же привычно и обыденно для пациентов как геолокация для автомобилиста. А ведь еще 25-30 лет УЗИ было "для немосквы" экзотикой, а имя К. Доплера было известно лишь узким специалистам.

    Справился как-то (2010-2012 г.г.) у студентов - Кто такой К. Доплер? Ответили правильно - Физик, но абсолютно все были уверены, что он жил в XX веке и был американцем. Печально!
    Спасибо за интересную статью.

    Оценка статьи: 5

    • Василий Россихин, ну, насчет времени экзотики Вы немного погорячились. Мне делали УЗИ в Сибири 38 лет назад. Даже не в областном центре, а обычном промышленном городе. А через 5 лет кабинеты УЗИ были у нас практически в каждой больнице и во многих поликлиниках.

  • Не многие, вероятно, знают о том, что без учета существенной поправки на эффект Допплера не была бы возможной геолокация с точностью до метров, которая для нынешних владельцев мобильных телефонов - привычный и необходимый сервис. Разница в алгоритме рассчета (и в количестве спутников на геостационалрной орбите) приводит к тому, геолокация в российском ГЛАНАС менее точна, чем в зарубежных аналогах.

    Оценка статьи: 5

  • Все, теперь если тормознут за проезд на красный свет - скажу, что ехал слишком быстро по направлению к светофору и красный свет мне казался зеленым.

    +5 Интересная статья.

    Оценка статьи: 5