Вселенная

Те из нас, кто жил во времена, когда поезда были более распространенным средством сообщения, чем сейчас, знают, что гудок приближающегося поезда имеет более высокий тон, чем гудок поезда, неподвижного по отношению к нам. Если же поезд удаляется от нас, тон гудка будет ниже, чем был бы, если бы поезд был неподвижен по отношению к нам. Если мы ждем на платформе, а мимо нас, гудя, без остановки проносится поезд, тон его гудка внезапно понижается
Точное объяснение этому явлению дал в 1842 г. австрийский физик Христиан Иоганн Допплер (1803—1853).
Начнем с того, что звук — это ряд сжатий и разрежений воздуха. Расстояние от одной области сжатия до другой — это длина звуковой волны. Чем больше длина волны, тем ниже звук, который мы слышим; чем волна короче, тем звук выше.
Предположим, что паровоз неподвижен по отношению к нам и издает звук одной и той же высоты. Возникшая и нем область сжатия распространяется во все стороны, вслед за ней возникает вторая такая же область, потом третья и т. д. Эти области сжатия разделены какими-то одинаковыми расстояниями.
Если же поезд и его гудок приближаются к нам, то вторая область сжатия возникает несколько ближе к нам, чем первая. Поезд продвинулся вперед вслед за убегающей первой областью сжатия, так что вторая область сжатия оказывается чуть ближе к первой, чем оказалась бы, если бы поезд не двигался То же самое происходит и с третьей областью сжатия, и с четвертой и т.д. До тех пор пока поезд приближается к нам, он движется вдогонку за звуковыми волнами, и области сжатия располагаются соответственно чаще, чем в том случае, когда поезд неподвижен. Длина звуковой волны, таким образом, оказывается меньше, и тон гудка становится выше по сравнению с гудком неподвижного поезда.
Когда же поезд удаляется от нас, возникает обратная картина. Вторая область сжатия возникает дальше от нас и от первой области сжатия, третья область — еще дальше и т. д. Следовательно, длина звуковой волны удаляющегося гудка больше и тон его ниже, чем у гудка неподвижного поезда.
Чем быстрее приближается к нам поезд, тем ближе друг к другу располагаются звуковые волны и тем выше тон его гудка; чем быстрее он удаляется от нас, тем дальше друг от друга звуковые волны и тем ниже тон его гудка. Зная нормальный тон гудка и тон, который мы слышим, мы можем без каких либо дополнительных данных определить, приближается ли к нам поезд или удаляется от нас и с какой скоростью
Это изменение тона под влиянием движения источника звука называется в честь открывшего это явление физика эффектом Допплера.