Nyckelskillnaden mellan dopplereffekt i ljud och ljus ligger i deras hastighet. För dopplereffekten i ljud är observatörens och källans hastighet i förhållande till det medium som vågorna går igenom viktiga, medan för dopplereffekten i ljus är endast den relativa skillnaden i hastighet mellan observatören och källan viktig..
Dopplereffekt eller Dopplerskifte är förändringen i frekvens för en våg i förhållande till en observatör som rör sig i förhållande till vågkällan. Denna effekt fick sitt namn efter fysikern Christian Doppler. Huvudorsaken till att dopplereffekten inträffar är emissionen av varje på varandra följande vågtopp från en position närmare observatören (jämfört med toppen av den föregående vågen) när vågkällan rör sig mot observatören. Detta gör att varje våg tar något kortare tid att nå observatören jämfört med föregående våg. Därför minskar tiden för ankomsten av på varandra följande vågtoppar vid observatörens ände, vilket ökar frekvensen. Detta leder till att vågorna hopar sig.
Vad är dopplereffekt i ljud?
Dopplereffekt i ljud är förändringen i frekvensen av ljudet som observeras av en observatör på grund av observatörens hastighet och ljudkällan, som är relativt det medium som ljudet passerar igenom. Ljudvågor kan inte passera genom vakuum; ljudet kräver ett medium för att passera. Därför påverkar ljudvågens hastighet genom mediet vi använder (vanligtvis luft som omger oss) dopplereffekten.
I allmänhet är ljudkällans och mottagarens hastighet i förhållande till mediet jämförelsevis lägre än hastigheten för ljudvågorna i mediet. Därför kan vi använda följande ekvation för beräkningarna.
Där f är frekvensen (observerad), f0 är utsänd frekvens, c är hastigheten för vågorna i mediet, vr är observatörens hastighet i förhållande till mediet och vs är ljudkällans hastighet i förhållande till mediet.
Det finns flera tillämpningar av ljudets dopplereffekt, inklusive akustisk dopplerströmprofilerare, siren, medicinska tillämpningar som ekokardiogram, Leslie-högtalare, etc.
Vad är dopplereffekt i ljus?
Dopplereffekt i ljus är den uppenbara förändringen i ljusets frekvens som observeras av en observatör på grund av den relativa rörelsen mellan observatören och ljuskällan. Ljus är en typ av elektromagnetisk våg som inte kräver ett medium för att passera. Därför kan vi anse att ljus passerar genom ett vakuum. För vågorna som passerar genom ett vakuum beror dopplereffekten endast på observatörens och ljuskällans relativa hastighet.
Vi kan till exempel beskriva fenomenen rödförskjutning och blåskiftning med hjälp av dopplereffekten. När man betraktar synligt ljus, när ljuskällan rör sig bort från observatören, gör det att frekvensen som tas emot av observatören blir lägre än frekvensen som sänds av ljuskällan. Detta kallas rödförskjutningen. Dessutom, om ljuskällan rör sig mot observatören, blir frekvensen som tas emot av observatören större än den sända frekvensen. Sedan skiftar ljusets frekvens mot den högfrekventa änden av det synliga ljusområdet, vilket leder till det blå skiftet.
Vad är skillnaden mellan dopplereffekter i ljud och ljus?
Ljudvågor fortplantar sig genom ett medium medan ljus inte kräver ett medium för att passera. Därför är nyckelskillnaden mellan dopplereffekten i ljud och ljus att för dopplereffekten i ljud är observatörens och källans hastighet i förhållande till mediet som vågorna går igenom viktiga, medan för dopplereffekten i ljus, endast den relativa skillnaden i hastighet mellan observatören och källan är viktig.
Infografiken nedan listar skillnaden mellan dopplereffekt i ljud och ljus i tabellform.
Sammanfattning – Dopplereffekt i ljud vs ljus
Ljudvågor fortplantar sig genom ett medium, medan ljus inte kräver ett medium för att passera igenom. Därför, för dopplereffekten i ljud, är observatörens och källans hastighet relativt det medium som vågorna går igenom viktiga, medan för dopplereffekten i ljus är endast den relativa skillnaden i hastighet mellan observatören och källan är viktig. Detta är alltså den viktigaste skillnaden mellan dopplereffekt i ljud och ljus.
