اثر داپلر چیست؟

جای آرامی نشسته‌اید که ناگهان آرامش شما با صدای آژیر آمبولانسی که دارد نزدیک می‌شود، به هم می‌خورد.
همچنانکه آمبولانس نزدیک می‌شود، صدای آژیر آن زیرتر می‌شود (بسامد یا فرکانس …

جای آرامی نشسته‌اید که ناگهان آرامش شما با صدای آژیر آمبولانسی که دارد نزدیک می‌شود، به هم می‌خورد.

همچنانکه آمبولانس نزدیک می‌شود، صدای آژیر آن زیرتر می‌شود (بسامد یا فرکانس آن بالا می‌رود)، تا به جلوی شما می‌رسد. سپس در حالیکه آمبولانس دور می‌شود، صدای آژیر آن بم‌تر به گوش‌ شما می‌رسد (بسامد آن پایین می‌آید).

با این حال شما می‌دانید که میزان صدای آژیر آمبولانس در تمام این مدت ثابت بوده است. چه اتفاقی افتاده است؟

مسئله تخیل شما نیست. اثر داپلر برای اولین بار به صورت علمی بوسیله کریستین داپلر در سال ۱۸۴۲ توصیف شد، و چند سال بعد در تجربیاتی که بر روی قطارهای درحال حرکت انجام شد، اثبات شد.

این اثر تفاوت‌ ادراک‌شده‌ای را توصیف می‌کند که میان فرکانسی که در آن یک موج منبعش را ترک می‌کند و فرکانسی که در آن به ناظر می‌رسد، در نتیجه حرکت ناظر یا منبع به وجود می‌آید.

فرکانس (یا دانگ) مقیاسی است که برمبنای فاصله میان ستیغ یک موج با ستیغ موج بعدی است. هر چه این فاصله نزدیک‌تر باشد، فرکانس بالاتر است.

اگر منبع موج به سوی ناظر درحرکت باشد (یا برعکس ناظر به سوی منبع حرکت کند) فاصله میان ستیغ موج‌ها در رابطه با ناظر کوچکتر و کوچکتر خواهد شد، چرا که هر ستیغ موج پیش از رسیدن به گوش ناظر فاصله کمتری را باید بپیماید.

بر عکس اگر منبع و ناظر از یکدیگر دور شوند، هر ستیغ موج پیشرونده باید فاصله بیشتری را بپیمایند تا به گوش ناظر برسند.

به این ترتیب در مورد آژیر آمبولانس در حال نزدیک شدن به شما، ابتدا دانگ یا بسامد صدا بالا می‌رود و بعد در هنگام دور شدن آمبولانس بسامد صدا پایین می‌آید.

اثر داپلر بر این واقعیت تاکید می‌کند که تجربه بسیاری از پدیده‌ها به نقطه ارجاع فرد بستگی دارد.

صدای آژیر در ارجاع به شما دچار بالا و پایین‌رفتن بسامد می‌شود. اما برای رانند ه آمبولانس، فرکانس صدا ثابت باقی می‌ماند.در مقابل اگر شما روی میزتان آژیری می‌داشتید، به طرز مشابهی دانگ صدای آن برای راننده بالا و پایین می‌رفت.

البته اثر داپلر تنها برای امواج صوتی رخ نمی‌دهد. در مورد امواج نور هم پدیده‌های جابجایی به سوی قرمز (redshift) و جابجایی به سوی آبی (blueshift) به علت همین تفاوت ادراک‌شده در فرکانس‌ها است.