Klíčový rozdíl mezi dopplerovským efektem ve zvuku a světle je v jejich rychlosti. Pro dopplerovský jev ve zvuku je důležitá rychlost pozorovatele a zdroje vzhledem k médiu, kterým vlny procházejí, zatímco pro dopplerův efekt ve světle je důležitý pouze relativní rozdíl v rychlosti mezi pozorovatelem a zdrojem..
Dopplerův efekt nebo Dopplerův posun je změna frekvence vlny vzhledem k pozorovateli, který se pohybuje vzhledem ke zdroji vlny. Tento efekt byl pojmenován po fyzikovi Christianu Dopplerovi. Hlavním důvodem pro výskyt Dopplerova jevu je vyzařování každého následného vlnového hřebene z polohy blíže k pozorovateli (ve srovnání s hřebenem předchozí vlny), když se zdroj vln pohybuje směrem k pozorovateli. Díky tomu každá vlna trvá o něco kratší dobu, než se dostane k pozorovateli ve srovnání s předchozí vlnou. Proto se čas, který zaberou příchody po sobě jdoucích vrcholů vln na konci pozorovatele, zkracuje a zvyšuje se frekvence. To vede ke shlukování vln.
Co je Dopplerův efekt ve zvuku?
Dopplerův efekt ve zvuku je změna frekvence zvuku pozorovaného pozorovatelem v důsledku rychlosti pozorovatele a zdroje zvuku, které jsou relativní vzhledem k médiu, kterým zvuk prochází. Zvukové vlny nemohou procházet vakuem; zvuk vyžaduje médium, aby prošel. Proto rychlost zvukové vlny skrz médium, které používáme (obvykle vzduch, který nás obklopuje), ovlivňuje Dopplerův jev.
Obecně je rychlost zdroje zvuku a přijímače vzhledem k médiu poměrně nižší než rychlost zvukových vln v médiu. Proto můžeme pro výpočty použít následující rovnici.
Kde f je frekvence (pozorovaná), f0 je vysílaná frekvence, c je rychlost vln v médiu, vr je rychlost pozorovatele vzhledem k médiu a vs je rychlost zdroje zvuku vzhledem k médium.
Existuje několik aplikací dopplerovského efektu zvuku, včetně akustického Dopplerova proudového profilovače, sirény, lékařských aplikací, jako jsou echokardiogramy, reproduktor Leslie atd.
Co je Dopplerův efekt ve světle?
Dopplerův jev ve světle je zjevná změna frekvence světla pozorovaného pozorovatelem v důsledku relativního pohybu mezi pozorovatelem a zdrojem světla. Světlo je druh elektromagnetického vlnění, které nevyžaduje médium, aby prošlo. Můžeme tedy uvažovat, že světlo prochází vakuem. U vln procházejících vakuem závisí Dopplerův jev pouze na relativní rychlosti pozorovatele a zdroje světla.
Například můžeme popsat jevy červeného a modrého posunu pomocí Dopplerova jevu. Když uvažujeme viditelné světlo, když se světelný zdroj vzdaluje od pozorovatele, způsobí to, že frekvence přijímaná pozorovatelem je nižší než frekvence vysílaná světelným zdrojem. Toto se nazývá červený posuv. Navíc, pokud se světelný zdroj pohybuje směrem k pozorovateli, frekvence přijímaná pozorovatelem je větší než vysílaná frekvence. Poté se frekvence světla posune směrem k vysokofrekvenčnímu konci rozsahu viditelného světla, což vede k modrému posunu.
Jaký je rozdíl mezi Dopplerovým efektem ve zvuku a světle?
Zvukové vlny se šíří médiem, zatímco světlo k průchodu médium nepotřebuje. Klíčový rozdíl mezi dopplerovským efektem ve zvuku a světlem je tedy ten, že pro dopplerovský efekt ve zvuku je důležitá rychlost pozorovatele a zdroje vzhledem k médiu, kterým vlny procházejí, zatímco pro dopplerovský efekt ve světle, důležitý je pouze relativní rozdíl v rychlosti mezi pozorovatelem a zdrojem.
Níže uvedená infografika uvádí rozdíl mezi dopplerovským efektem ve zvuku a světlem ve formě tabulky.
Shrnutí – Dopplerův efekt ve zvuku versus světlo
Zvukové vlny se šíří médiem, zatímco světlo k průchodu médium nepotřebuje. Proto je pro dopplerovský jev ve zvuku důležitá rychlost pozorovatele a zdroje vzhledem k prostředí, kterým vlny procházejí, zatímco pro dopplerovský jev ve světle je důležitý pouze relativní rozdíl v rychlosti mezi pozorovatelem a zdroj je důležitý. Toto je klíčový rozdíl mezi dopplerovským efektem ve zvuku a světle.
