Dopplerov jav

Dopplerov jav sa nazýva zmena vlnovej dĺžky (a teda frekvencie) elektromagnetických alebo akustických vĺn vyvolaná relatívnym pohybom zdroja a pozorovateľa. Názov získal podľa rakúskeho fyzika Christiana Johanna Dopplera, ktorý jav opísal v roku 1842. Pre priblíženie Dopplerovho javu nám môže slúžiť príklad plavca v mori. Ak plavec pláva v smere vĺn potom čas medzi prechodmi vrcholom vlny je dlhší ako keby stál na mieste. Analogicky ak by plával proti smeru vĺn tak by čas bol kratší (teda z jeho pohľadu by vlnová dĺžka bola kratšia ako skutočná dĺžka vlny).

Ak pohyblivý zdroj vysiela vlnenie s frekvenciou f₀, potom ho nehybný pozorovateľ pozoruje ako vlnenie s frekvenciou f :

f = f_0 \frac {v}{v - v_{s, r}}

kde v je rýchlosť šírenia vĺn v danej látke a v_s,r relatívna rýchlosť zdroja voči pozorovateľovi (kladná znamená približovanie, záporná vzďaľovanie).

Príklad 1.

Smerom priamo k nehybnému pozorovateľovi sa pohybuje rýchlosťou 10 m/s zdroj akustického monotónneho signálu s frekvenciou 100 Hz. Ak rýchlosť šírenia zvuku vo vzduhu je 340 m/s, potom z uvedeného vzťahu vyplýva, že pozorovateľ vníma zvuk frekvencie 106,25 Hz.

Príklad 2.

Dopplerov jav možno pozorovať napríklad pri závodoch formulí. Rýchlo sa pohybujúca formula blížiaca sa k pozorovateľovi vydáva z pohľadu pozorovateľa iný zvuk, ako vzďaľujúca sa formula.

Použitie

Astronómia

Redshift.png vo viditeľnom spektre. Vpravo skupina galaxii BAS11 a porovnanie spektra so Slnkom (vľavo).]] Dopplerov jav je bežne používaný v astronómii pre meranie rýchlostí astronomických objektov. Využíva sa znalosť vyžarovaného spektra napr. hviezdy. Vzhľadom na to, že vieme predpokladať jej spektrum v stave ak by sa vzhľadom na pozorovateľa nepohybovala, vieme určiť posun v nameranom spektre a spätne vypočítať rýchlosť objektu vzhľadom na pozorovateľa.

Pozri články: Červený posun, Modrý posun.

Dopplerov radar

Medicína