Ключовата разлика между доплеровия ефект в звука и светлината е в тяхната скорост. За ефекта на Доплер в звука скоростта на наблюдателя и източника са относителни към средата, през която преминават вълните, са важни, докато за ефекта на Доплер в светлината е важна само относителната разлика в скоростта между наблюдателя и източника.
Доплеров ефект или Доплерово изместване е промяната в честотата на вълна спрямо наблюдател, който се движи спрямо източника на вълна. Този ефект е кръстен на физика Кристиан Доплер. Основната причина за появата на ефекта на Доплер е излъчването на всеки следващ върх на вълната от позиция, по-близка до наблюдателя (в сравнение с гребена на предишната вълна), когато източникът на вълните се движи към наблюдателя. Това кара всяка вълна да отнема малко по-малко време, за да достигне до наблюдателя в сравнение с предишната вълна. Следователно времето, необходимо за пристигането на последователни върхове на вълната в края на наблюдателя, намалява, увеличавайки честотата. Това води до струпване на вълните.
Какво е Доплеров ефект в звука?
Доплеровият ефект в звука е промяната в честотата на звука, наблюдавана от наблюдател поради скоростта на наблюдателя и източника на звука, които са спрямо средата, през която звукът преминава. Звуковите вълни не могат да преминат през вакуум; звукът изисква среда, за да премине. Следователно скоростта на звуковата вълна през средата, която използваме (обикновено заобикалящия ни въздух) влияе на Доплеровия ефект.
По принцип скоростта на източника на звук и приемника спрямо средата е сравнително по-ниска от скоростта на звуковите вълни в средата. Следователно можем да използваме следното уравнение за изчисленията.
Където f е честотата (наблюдавана), f0 е излъчваната честота, c е скоростта на вълните в средата, vr е скоростта на наблюдателя спрямо средата и vs е скоростта на източника на звук спрямо средата.
Има няколко приложения на доплеровия ефект на звука, включително акустичен доплеров профил на тока, сирена, медицински приложения като ехокардиограми, високоговорител на Лесли и др.
Какво е Доплеров ефект в светлината?
Доплеровият ефект в светлината е видимата промяна в честотата на светлината, наблюдавана от наблюдател, поради относителното движение между наблюдателя и източника на светлина. Светлината е вид електромагнитна вълна, която не изисква среда, за да премине. Следователно можем да считаме, че светлината преминава през вакуум. За вълните, преминаващи през вакуум, ефектът на Доплер зависи само от относителната скорост на наблюдателя и източника на светлина.
Например, можем да опишем явленията на червено и синьо изместване, използвайки ефекта на Доплер. Когато разглеждаме видимата светлина, когато източникът на светлина се отдалечава от наблюдателя, това води до това, че честотата, получена от наблюдателя, е по-ниска от честотата, предавана от източника на светлина. Това се нарича червено отместване. Освен това, ако източникът на светлина се движи към наблюдателя, честотата, получена от наблюдателя, става по-голяма от предаваната честота. Тогава честотата на светлината се измества към високочестотния край на обхвата на видимата светлина, което води до синьото изместване.
Каква е разликата между Доплеровия ефект при звук и светлина?
Звуковите вълни се разпространяват през среда, докато светлината не изисква среда, за да премине. Следователно ключовата разлика между доплеровия ефект в звука и светлината е, че за доплеровия ефект в звука скоростта на наблюдателя и източника са относителни към средата, през която преминават вълните, са важни, докато за доплеровия ефект в светлината, важна е само относителната разлика в скоростта между наблюдателя и източника.
Инфографиката по-долу показва разликата между доплеровия ефект в звука и светлината в таблична форма.
Резюме – Доплеров ефект при звук срещу светлина
Звуковите вълни се разпространяват през среда, докато светлината не изисква среда, за да премине. Следователно, за ефекта на Доплер в звука, скоростта на наблюдателя и източника са относителни към средата, през която преминават вълните, са важни, докато за ефекта на Доплер в светлината, само относителната разлика в скоростта между наблюдателя и източникът е важен. По този начин това е ключовата разлика между доплеровия ефект в звука и светлината.
