Это легко объяснить. Тон звука, слышимый нами, зависит от частоты звука, точнее, звукового колебания, доходящего до уха.
- Если источник звука движется нам навстречу, то гребень каждой следующей волны приходит чуть быстрее, так как был испущен уже ближе к нам. Волны воспринимаются ухом как более частые, то есть звук кажется выше.
- При удалении источника звука каждая следующая волна испускается чуть дальше и доходит до нас чуть позднее предыдущей, а мы ощущаем более низкий звук.
То же самое происходит, если движется не источник звука, а мы сами. Если мы набегаем на волну, её гребни пересекаем чаще, и звук кажется выше. Если убегаем от волны — наоборот. То есть не важно — движется источник или приёмник звука. Для наблюдения эффекта Доплера главное — их движение относительно друг друга. Этот эффект наблюдается не только для звука, а и для волн любой частоты — световых и даже радиоактивного излучения.
Благодаря эффекту Доплера, астрономы установили, что Вселенная расширяется — звёзды разбегаются друг от друга. С его помощью определяются параметры движения планет и космических аппаратов. Эффект Доплера лежит в основе радаров, с помощью которых гаишники определяют скорость автомобиля. Медики используют этот эффект для того, чтобы с помощью ультразвукового прибора отличить вены от артерий при проведении инъекций.
Самое поразительное, что эффект Доплера работает и в случае, когда частоты колебаний огромны, как в случае радиоактивного излучения, а относительные скорости источника и поглотителя — всего миллиметры в секунду. То есть энергия гамма-квантов меняется за счёт эффекта Доплера на очень незначительную величину. Это используется в спектрометрах ядерного гамма резонанса (мёссбауэровских спектрометрах).
Я занимаюсь этим методом исследований 35 лет. Но до сих пор восхищаюсь, что острота его резонанса — десять в минус тринадцатой степени. Это означает, что можно отличить друг от друга ядерные энергетические уровни, энергия одного из которых, например, равна 1, а другого — 1,0000000000001. Не зря Рудольф Мёссбауэр получил за это Нобелевскую премию!
И всё это стало возможным благодаря Кристиану Доплеру. Он родился 29 ноября 1803 года в Зальцбурге. В 1825 году окончил Политехнический институт в Вене, с 1829 по 1833 преподавал высшую математику в Вене. Затем, в течение полутора лет, ему пришлось работать клерком на хлопчатобумажной фабрике. Он даже хотел эмигрировать в Америку, но получил приглашение быть профессором в Праге, где проработал с 1835 по 1847 год. С 1847 года Доплер — профессор Горной и Лесной академий в Хемнице (Венгрия), с 1848 года — член Венской Академии Наук. С 1850 года — профессор Венского университета.
В конце 1853 года у Доплера обострилось заболевание туберкулёзом, и ученый физик вынужден был поехать на лечение в Венецию, где после пяти месяцев болезни, не дожив до 50 лет, 17 марта 1853 года скончался…