Честотата на звука има характеристики, които са характерни и за редица други явления, разпространяващи се с помощта на вълна. Това важи например за светлината или рентгеновите лъчи. Звуковата честота е определена физическа величина, която се характеризира с постоянен брой повторения. Определя се от съотношението на броя на вълните към периода от време, през който се появяват. Например честотата на звука определя височината, която чуваме. Или не чуваме дали вибрациите са извън границите на слуховите ни възможности – инфра- или ултразвук. Ако говорим за светлинно излъчване, тогава в зависимост от неговата честота и дължина на вълната виждаме различни цветове на спектъра: от червено до синьо.
Звукова честота и доплеров ефект
Интересно явление, свързано с разглежданото количество, се нарича ефект на Доплер (на името на откривателя). Може да се наблюдава и като се използват светлинни вълни като пример, но скоростта на разпространение на светлината е много висока (около 300 хиляди километра в секунда) и това затруднява наблюдението му в ежедневни условия. И скоростта на разпространение на звуковите вълни е забележимо по-ниска. И така, какъв е ефектът на Доплер? Представете си, че сте отстрани на главен път иотдалече се приближава кола с работеща сирена. Когато той е още далеч, ревът на сирената ще ви се стори глух. Това означава, че честотата на звука е ниска. Но когато се приближава, ще расте все повече и повече.
Ще можете да чувате все по-висока и по-висока тона, която ще достигне връх, когато колата минава покрай вас. Когато обектът ви подмине и започне да се отдалечава отново, дължината на вълната на звука отново ще намалее (буквално, изгладен, ако е изобразен на графика). Това се случва поради причината, че звукът на сирената първо се „улавя“по някакъв начин от машината, което скъсява разстоянието между вдлъбнатините (гребените) на вълната и прави тона по-висок, а след това, напротив, „бяга“, в резултат на което вълната сякаш „изглажда“. Всъщност това се нарича ефект на Доплер.
Стойност на ефекта
Не бива обаче да се предполага, че ефектът на Доплер е някакъв сух факт от света на електродинамиката. Именно това знание се използва широко в съвременните звукови радари, които се основават на измерване на честотите на вълните. И по същия начин служителите на КАТ определят скоростта на превозните средства, а други съответни служби определят скоростта на самолетите, речните потоци и т. н. Алармите срещу взлом, които реагират на движения в помещението, също работят на този принцип.
Откриване на Едуин Хъбъл
Но може би най-значимото откритие, свързано с този ефект, е законът на Хъбъл. През далечната 1929 г. американският астроном Едуин Хъбъл изпрати своетотелескоп в звездното небе. Наблюдавайки далечни галактики, той открива интересно нещо. Много от тези галактики бяха обвити в някакъв ореол от червена мъгла. Точно както звукът на отдалечаващ се обект ни се чува на по-висока височина, така и цветът на отдалечаващо се тяло изглежда червеникав за човешкото око. Това буквално означаваше, че галактиките отлитат от нас. Интересното е, че колкото по-далеч е една галактика, толкова по-бързо се отдалечава. Това наблюдение допринесе значително за най-популярната идея сред съвременните астрофизици за разширяващата се Вселена и Големия взрив като нейно начало.
