Открытие эффекта Доплера

Кристиан Доплер, уроженец Австрии, был учителем математики, он хотел полностью понять геометрию и математические концепции, которым он учил. В 1820-х и 30-х годах он занимал преподавательские должности и уходил с них. Допплеру посчастливилось получить место для преподавания математики в Венском политехническом институте в 1838 году.

К концу 1830-х годов поезда, способные развивать скорость свыше 50 км в час, мчались по сельской местности. Эти поезда сделали звуковое явление заметным впервые. Никогда прежде люди не путешествовали быстрее, чем медленная рысь лошади. Поезда позволяли людям замечать влияние движения объекта на звуки, производимые объектом.

Доплер внимательно наблюдал за проходящими поездами и начал рассуждать о том, что вызвало звуковые сдвиги, которые он наблюдал. К 1843 году Доплер расширил свои идеи, включив световые волны, и разработал общую теорию, в которой утверждалось, что движение объекта либо увеличивает, либо уменьшает частоту звука и света, производимых им, как измеряется стационарным наблюдателем. Доплер утверждал, что этот сдвиг может объяснить красный и синий оттенок света отдаленных двойных звезд.

В статье, которую он представил Богемскому научному обществу в 1844 году, Доплер представил свою теорию о том, что движение объектов, движущихся к наблюдателю, сжимает звуковые и световые волны, так что они, по-видимому, переходят в более высокий тон и в более высокочастотный цвет (синий). Обратное произошло, если объект удалялся (смещение в сторону красного). Он утверждал, что это объясняет часто наблюдаемый красный и синий оттенок света многих далеких звезд. На самом деле он был неправ. Хотя это технически правильно, этот сдвиг был бы слишком мал, чтобы его инструменты могли его обнаружить.

Допплеру было предложено доказать свою теорию. Поскольку телескопы и измерительное оборудование не были достаточно сложными, он решил продемонстрировать свой принцип со звуком.

В своем знаменитом эксперименте 1845 года он посадил музыкантов в железнодорожный поезд, сыграв одну ноту на их трубах. Другие музыканты, выбранные за их совершенную высоту, стояли на платформе станции и записывали, какую ноту они услышали, когда поезд подошел, а затем отступил. То, что записывали слушатели, было сначала немного выше, а затем немного ниже, чем-то, что фактически играли движущиеся музыканты.

Доплер повторил эксперимент со второй группой трубачей на платформе станции. Они и движущиеся музыканты играли ту же ноту. Слушатели четко слышали, что ноты звучали по-разному. Движущиеся и неподвижные ноты, казалось, мешали друг другу, настраивая пульсирующий ритм.

Доказав существование своего эффекта, Допплер назвал его доплеровским сдвигом. Однако он никогда не наслаждался славой, которую искал. Он умер в 1853 году, когда научное сообщество начало признавать и осознавать ценность его открытия.

Эффект Доплера — одна из самых мощных и важных концепций, когда-либо открытых для астрономии. Это открытие позволило ученым измерить скорость и направление звезд и галактик за много миллионов световых лет. Это открыло тайны далеких галактик и звезд и привело к открытию темной материи и фактического возраста и движения вселенной. Открытие Доплера было использовано в исследовательских работах десятка научных областей.

Фото: krosswordscanword.ru