اثر دوپلر و تأثیر آن در صدای قطار 

به گزارش خبرگزاری تیتروز وقتی کنار یک ریل قطار ایستاده اید صدای سوت قطار هنگام نزدیک شدن زیرتر و هنگام دور شدن بم تر به نظر می رسد. این پدیده که به اثر دوپلر (Doppler Effect) معروف است یکی از مفاهیم کلیدی در فیزیک امواج است و در زمینه هایی همچون نور و حتی امواج رادیویی اثرگذار است.

اثر دوپلر زمانی رخ می دهد که یک منبع صوتی مانند قطاری که در حال سوت زدن است در حرکت باشد. وقتی قطار به سمت شما می آید امواج صوتی در جهت حرکت آن فشرده می شوند و طول موج کاهش پیدا می کند. این کاهش طول موج باعث افزایش فرکانس و در نتیجه زیرتر شنیده شدن صدا می شود. برعکس زمانی که قطار از شما دور می شود امواج صوتی کشیده شده طول موج افزایش می یابد و فرکانس کاهش پیدا می کند بنابراین صدا بم تر به گوش می رسد.

در ژورنال فیزیک کاربردی اثر دوپلر یکی از پایه های اساسی در تحلیل امواج صوتی و الکترومغناطیسی برشمرده شده که کاربرد های آن از پیش بینی طوفان ها گرفته تا بررسی ماهیت کیهان را دربرگرفته و نشان می دهد گستردگی این پدیده در علوم مختلف است. اثر دوپلر فراتر از صدای قطار در بسیاری از فناوری ها و مطالعات علمی نقش دارد. برای مثال پلیس از رادار دوپلر برای اندازه گیری سرعت خودرو ها استفاده می کند. در علم نجوم ستاره شناسان با بررسی اثر سرخ گرایی (Redshift) در طیف نور ستارگان می توانند سرعت و جهت حرکت اجرام آسمانی را تعیین کنند.

دانشمندان همچنین از اثر دوپلر برای تحقیقات پیشرفته بهره می برند. در حوزه اخترفیزیک این پدیده به ما کمک می کند تا بفهمیم که جهان در حال انبساط است. در سال ۱۹۲۹ ادوین هابل مشاهده کرد که نور کهکشان های دوردست به سمت بخش قرمز طیف کشیده شده است به این معنی که آنها در حال دور شدن از ما هستند. این یکی از شواهد کلیدی برای نظریه انفجار بزرگ بود.

در پزشکی نیز تصویربرداری دوپلر به پزشکان کمک می کند تا جریان خون در رگ ها را بررسی کرده و مشکلاتی مانند تنگی شریان را تشخیص دهند. حتی خفاش ها و دلفین ها برای شناسایی موقعیت اجسام از اصل مشابهی در امواج صوتی استفاده می کنند. اثر دوپلر که در تغییر صوت قطار هنگام نزدیک شدن و دور شدن مشاهده می شود مفهومی کلیدی در علومی همچون فیزیک پزشکی و نجوم است که به ما در درک جهان پیرامون کمک می کند.