Vad är dopplereffekten?

Jag vet hur dopplereffekten fungerar i praktiken, men kan ni förklara den teoretiska bakgrunden?

Det exempel man brukar nämna för att illustrera dopplereffekten är när en ambulans med påslagna sirener passerar. När den är på väg mot dig upplever du att ljudet har en högre ton, men när den passerat dig och rör sig bort från dig är tonen lägre.

Ljudets hastighet i luft under normala förhållanden är cirka 340 meter per sekund. Står ambulansen still en kilometer bort från där du befinner dig, tar det alltså i runda tal tre sekunder för ljudet att nå dig. Om ambulansen tutar i en minut, upplever du detta som tre sekunders tystnad följt av en minuts sirenljud.

Låt oss istället anta att ambulansen färdas med 60 km/h i riktning mot dig. Den börjar tuta en kilometer bort och det tar fortfarande tre sekunder innan det första ljudet når dig. När det har gått en minut är ambulansen emellertid jämsides med dig och du hör dess siren i samma ögonblick som ljudet lämnar ambulansen. Sirenen har då ljudit i en minut, men dess ljud har för dig komprimerats till 57 sekunder. Antalet utskickade ljudvågor är detsamma som när ambulansen stod still, men de har komprimerats och alltså fått en något högre frekvens. När ambulansen passerat dig och färdas bort från dig uppstår det omvända fenomenet. Det tar längre och längre tid för ljudvågorna att nå dig och frekvensen blir alltså lägre.

Dopplereffekten har fått sitt namn efter Christian Doppler, en österrikisk matematiker och fysiker som levde under första halvan av 1800-talet och som var den förste att förklara dopplereffekten. Effekten har många användningsområden, till exempel inom radar­tillämpningar där man genom att avläsa tidsfördröjningen och frekvensändringen hos ett eko kan avgöra avstånd till och hastighet hos ett objekt. När det handlar om ljus istället för ljud som i vårt exempel, kan man observera en blåförskjutning (mot kortare våglängder) respektive en rödförskjutning (mot längre våglängder). När det gäller rödförskjutningen på galaxnivå tolkas denna som att universum expanderar.

Material från
Allt om Vetenskap nr 10 2005

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter