Doppler Etkisi hep duyduğumuz ama açıklamakta zorlandığımız şeylerden biri gibi gelir. Bu yazımızda bunu anlatmaya çalışacağız… Hiç düşündünüz mü? Bir araba kornası bize yaklaşırken ve uzaklaşırken sesinde nasıl farklılıklar oluyor? Peki bu ses kayması nasıl oluyor?
Sivri sineklerinin vızıltısı bize yaklaşınca daha tiz bizden uzak iken daha pes gelecek bizlere…
Dalga yayan herhangi bir hareketli kaynağın gözlemci tarafından algılanan frekansı ile gerçek frekansı arasındaki sapmaya “doppler etkisi” deriz.
Doppler etkisi ilk olarak 1842 yılında Avusturyalı bilim insanı Christian Andreas Doppler tarafından tanımlanmış.
Bu durum nelere yol açıyor çok şaşırtıcı…
Ama önce bir örnek üzerinde gözlemleyelim Dalganın ne olduğunu “ışık nedir” ve “Planck sabiti” yazımızda anlatmıştık. Frekans da bir zaman aralığında, diyelim saniyede oluşan dalga miktarı demektir.
Mesela bunu en iyi gitar tellerinden örnekleyebiliriz. En yukardaki gitarın altıncı telinin frekansı azdır yani ortalama 80 hz. En alttaki birinci telin titreşimi yani frekansı daha fazla
olacaktır ortalama 300 hz. Frekansının az olması daha kalın pes ses duymamıza yararken frekansın fazla olması daha tiz
yani yüksek bir ses duymamızı sağlıyor. Yani kalın tel daha az titreşiyor İnce telimiz daha çok titreşiyor.
İnsan sesinin duyma aralığı 20 hz pes seslerle 20.000 hz tiz sesler aralığındadır. Ondan ötesini duyanlarımızı özel insan oluyor tabi. Bu arada yaşınız ilerledikçe duyacağınız frekans miktarı eşiğinizde azalacaktır.
Doppler etkisinde nasıl oluyor da bu dalga uzaklaşıp, yakınlaşırken değişiyor, bakalım.
Dalga yayan bir kaynağımız olsun. Mesela, ambulansımız olsun ya da bir ışık kaynağı da olabilir. Ya da bir dev yıldız. Gölde yüzen ördeklerimiz de dalga oluşturur fark etmez.
Eğer dalga yayan kaynağımız hareket ederse hareket ettiği yöne doğru dalgalar sıkışır. Arkasında kalan dalgalar ise genişler. Eğer kaynak gözlemciye doğru yaklaşıyorsa, sıkışan dalgalar gözlemci tarafından yüksek frekansta gözlemlenir. Eğer gözlemciden uzaklaşıyor ise dalga çok düşük frekanslı algılanır. Gözlemci ile kaynak arasındaki bu münasebete doppler etkisi deniyor işte…
Örneğin taşıtların hızlarını ölçmek için kullanılan radarlarda Doppler etkisinden yararlanılır. Radardan yayılan dalgalar hareket halindeki araca çarparak geri döner. Yayılan dalgaların frekansıyla geri dönen dalgaların frekansı arasındaki farka bakarak aracın hızı hesaplanır.
Ultrason cihazları da bu prensibi kullanır bu arada.
Bu etkiden yola çıkarak evrenimizi çözümlemeye başlıyoruz biliyor musunuz?
Mesela yine ışığa dönelim. Işık öyle bir olgu ki neredeyse her şeyin altından onun yasaları çıkıyor. Işık hem parçacık hem de dalga biliyorsunuz. Işığın da en basit tabir ile frekansı arttıkça ya da azaldıkça, bir renge karşılık geliyor. Mesela yüksek frekans maviye kayarken düşük frekans kırmızıya kayma diye sık duyduğumuz bir şeye yol açıyor. Nereden duyuyoruz bunu? Astronomide hareket halinde olan yıldızlarımızdan! Yıldızların gözlemcisi olan bizlere göre hareketlerini analiz edebiliyoruz. Eğer bize yaklaşıyorsa frekans artmakta maviye yaklaşmakta, bizden uzaklaşıyor ise frekans azalmakta ve kırmızıya kaymaktadır. Aslında çoğunlukla bizden farklı hızlarda uzaklaşmaktadırlar.
Demek ki daha çok kırmızıya kaymadan bahsediyor isek daha önce bu gök cisimleri bize daha yakındı ve toplu haldeydiler. Bu da büyük patlamayı bize kanıtlar niteliktedir resmen!
