Иллюстрация: Максим Чатский

Когда вы стоите в пробке, и мимо вас проезжает по встречке машина с мигалкой, то звук сирены меняется: когда машина вас обгоняет, тон становится ниже. Это назвается эффектом Доплера.

Кристиан Доплер
1803—1853 г.
австрийский физик

Когда машина двигается к вам, то каждую звуковую волну она испускает ближе предыдущей, из-за этого волны как бы сжимаются и длина волны получается меньше. А чем меньше длина волны — тем выше тон.

Когда машина удаляется, то все происходит наоборот: она как бы убегает от своего звука, в результате чего волны растягиваются и длина волны становится больше, а звук — ниже.

Звучит это так:


Этот принцип применим не только к звуковым волнам, но и к электромагнитным. К примеру, радар сотрудника ГИБДД испускает радиоволну, которая отражается от вашей машины, а потом ее снова ловит радар. По изменению длины волны прибор определяет вашу скорость. Но вы по-прежнему стоите в пробке, и вам нечего бояться.

Поскольку человеческое тело состоит сплошь из жидкостей, скорость которых можно измерить, эффект Доплера широко используется и в медицине, чтобы измерять скорость кровотока, скорость движения клапанов и стенок сердца (доплеровская эхокардиография) и других органов.

Люди используют эффект Доплера везде, где надо измерить скорость предметов, которые могут излучать или отражать волны:

  • — Детектор движения в охранных системах.
  • — Навигация в подводных лодках.
  • — Измерение силы ветра и скорости облаков в метеорологии.

Звезды тоже излучают волны и на месте не сидят, они двигаются. По смещению спектральных линий звезд ученые научились определять их скорость. Так что, не было бы эффекта Доплера, мы бы никогда не узнали о том, что вселенная расширяется.

Астрофизики вообще очень цепкие ребята, у них в распоряжении очень мало информации, и они выжимают из нее все, что могут. Например, при помощи эффекта Доплера можно находить звезды с планетами, вращающимися вокруг них. Смещение спектра у таких звезд циклично изменяется. А по увеличению ширины линий спектра определяют температуру звезды.

Есть по крайней мере одна причина простому человеку знать, что такое эффект Доплера — чтобы понять физический смысл костюма Шелдона на Хелоуин в шестой серии первого сезона сериала Теория большого взрыва (хотя, на мой взгляд, этот костюм не очень корректен).