عندما نقف على جانب طريق سريع يرد الينا صوت المركبات القادمة حادا نوعا ما ثم لايلبث ان يبدو اكثر خشونة بعد ان تتجاوزنا المركبة !
انها ظاهرة دوبلر في الصوت وتشير الى ان تردد صوت المركبة القادمة ( عدد هزاته في واحدة الزمن ) اعلى من تردد صوتها وهي مبتعدة
سأشرح الامر :
الصوت له سرعة انتشار في الهواء (330 م/ثا )
سأفترض ان دراجة قادمة صوت تردد محركها 50 هرتز
اي خمسون دورة في الثانية , بالنسبة للمراقب على الطريق
وتتحرك بسرعة 90 كم/سا تعادل 25 م/ثا
تقطع الدراجة 25 متراً في ثانية واحدة
وتصدر ايضا خمسين هزة في ثانية واحدة
كما تقطع الدراجة مسافة 25/50 = 0.5 مترا في هزة واحدة
اما المسافة التي تقطعها الهزة فهي المسافة التي يقطعها الصوت في زمن الهزة الواحدة
زمن الهزة هو واحد من خمسين من الثانية
المسافة التي تقطعها الهزة هي المسافة التي يقطعها الصوت في زمن الهزة ( لأنها صوت )
وتساوي 330/50 = 6.5 م ( ويدعى هذا الرقم بطول الموجة )هذا بالنسبة الى الواقف على الطريق
لكن حقيقة الامر ان هذه المسافة التي بدت لنا هي المسافة التي قطعتها الهزة مطروحا منها المسافة التي قطعتها الدراجة
وبالتالي فإن المسافة الحقيقية التي قطعتها الهزة هي المسافة السابقة اضافة الى المسافة التي قطعتها الدراجة اي
6.5 + 0.5 = 7 م
في زمن يقطع فيه الصوت هذه المسافة وقدره :
7 / 330 = 0.02121 ثا ويدعى دور اهتزاز صوت الدراجة الحقيقي
اما الاهتزاز فهو مقلوب الدور ويساوي
1 / 0.02121 = 47 هزة في الثانية وهو تردد صوت الدراجة الذي يسمعه راكب الدراجة !
عندما تتجاوز الدراجةُ المراقبَ الواقف على الطريق يبدو صوتها اكثر خشونة وبنفس طريقة المناقشة فإن الهزة تبدو وكأنها تحتاج لمسافة اطول تقطعها لكي تصل الى السامع المراقب على الطريق تتعلق بسرعة الدراجة فأذا اجرينا الحساب كما في السابق نجد ان الصوت الذي يصل المراقب والدراجة مبتعدة تردده 44 هزة / ثا !!!!
هذه الظاهرة نفسها تجري في عالم الضوء واختصرها بالقول :
يزداد تردد موجة الضوء المنبعث من جسم مقترب من عين المراقب
فيبدو وكأن الطيف الضوئي ينحرف نحو الازرق
وينقص تردد موجة الضوء المنبعث من جسم مبتعد عن عين المراقب
فيبدو وكأن الطيف الضوئي ينحرف نحو الاحمر
ومن المعروف في عالم الفيزياء ان لكل عنصر كيميائي طيف اصدار ضوئي يميزه كبصمة الابهام
فإذا وجدنا طيف عنصر ما ينحرف نحو الازرق نعلم انه مقترب
ومبتعد اذا انحرف طيفه نحو الاحمر
وهي الظاهرة العامة التي نراها في الكون والتي تؤكد توسع الكون !
سؤال : في مثال الدراجة السابق كم هو تردد الصوت الذي يسمعه راكب الدراجة وهو مبتعد عن المراقب ؟
تحية لكم