Ljudets frekvens har egenskaper som också är karakteristiska för ett antal andra fenomen som fortplantar sig med hjälp av en våg. Detta gäller till exempel för ljus eller röntgenstrålar. Ljudfrekvens är en viss fysisk storhet, som kännetecknas av ett konstant antal repetitioner. Det bestäms av förhållandet mellan antalet vågor och den tidsperiod under vilken de inträffar. Till exempel bestämmer frekvensen av ett ljud vilken tonhöjd vi hör. Eller så hör vi inte om vibrationerna ligger utanför gränsen för våra hörselförmågor – infra- eller ultraljud. Om vi talar om ljusstrålning, så ser vi olika färger i spektrumet beroende på dess frekvens och våglängd: från rött till blått.
Ljudfrekvens och dopplereffekt
Ett intressant fenomen förknippat med den aktuella mängden kallas dopplereffekten (uppkallad efter upptäckaren). Det kan också observeras med hjälp av ljusvågor som ett exempel, men ljusets utbredningshastighet är mycket hög (cirka 300 tusen kilometer per sekund), och detta gör det mycket svårt att observera det under vardagliga förhållanden. Och ljudvågornas utbredningshastighet är märkbart lägre. Så vad är dopplereffekten? Föreställ dig att du är vid sidan av en huvudväg ochen bil med fungerande siren närmar sig på långt håll. När han fortfarande är långt borta kommer sirenens dån att verka dövt för dig. Det betyder att ljudfrekvensen är låg. Men när det närmar sig kommer det att växa mer och mer.
Du kommer att kunna höra en högre och högre tonhöjd, som kommer att toppa när bilen passerar dig. När föremålet passerar dig och börjar röra sig bort igen, kommer ljudets våglängd att minska igen (bokstavligen, jämna ut, om det avbildas på en graf). Detta händer av den anledningen att ljudet från sirenen först på något sätt "fångas upp" av maskinen, vilket förkortar avståndet mellan vågdalarna (topparna) och gör tonen högre, och sedan tvärtom,”springer iväg”, vilket gör att vågen så att säga”jämnar ut”. Detta kallas faktiskt Dopplereffekten.
Effektvärde
Man ska dock inte anta att dopplereffekten är något torrt faktum från elektrodynamikens värld. Det är denna kunskap som används flitigt i moderna ljudradarer, som bygger på att mäta vågfrekvenser. Och på samma sätt bestämmer trafikpoliser hastigheten på fordon, och andra relevanta tjänster bestämmer flygplanens hastighet, flodflöden etc. Inbrottslarm som reagerar på rörelser i rummet fungerar också enligt denna princip.
Discovery of Edwin Hubble
Men den kanske viktigaste upptäckten relaterad till denna effekt är Hubble-lagen. Redan 1929 skickade den amerikanske astronomen Edwin Hubble sinteleskop in i stjärnhimlen. Genom att observera avlägsna galaxer upptäckte han en intressant sak. Många av dessa galaxer var höljda i en gloria av rött dis. Precis som ljudet av ett vikande föremål hörs för oss på en högre tonhöjd, så verkar färgen på en vikande kropp rödaktig för det mänskliga ögat. Detta betydde bokstavligen att galaxerna flög ifrån oss. Intressant nog, ju längre bort en galax är, desto snabbare går den tillbaka. Denna observation bidrog i hög grad till den mest populära idén bland moderna astrofysiker om det expanderande universum och Big Bang som dess början.
