![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/2362/image_v240bltHV16rerZ667y6r.jpg)
Wyobraź sobie, że jesteś kierowcą karetki pogotowia i musisz jechać z dużą prędkością po ulicach dużego miasta pełnego samochodów. Teraz wyobraź sobie, że jesteś jednym z tłumu na chodniku. Stoisz na skrzyżowaniu i czekasz na moment, kiedy będziesz mógł przejść przez ulicę. Ale najpierw musisz pominąć karetkę wyścigową.
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/2362/image_k95Fyxg57Z30S27h2k5N1.jpg)
Ryk jej syreny słychać z daleka. Ale dziwne jest to, że im bliżej podjeżdża samochód z czerwonym krzyżem, tym wyższy staje się dźwięk syreny. Kiedy samochód zaczyna się ruszać, to samo się powtarza, ale odwrotnie. W miarę oddalania się samochodu dźwięk syreny staje się coraz niższy, aż całkowicie zanika. W tym samym czasie kierowca karetki nie zauważa żadnych zmian. Dla niego jakość dźwięku się nie zmienia.
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/2362/image_rcnfdpCUpcq56gwomtinke.jpg)
Ale zewnętrzny obserwator słyszy, jak rośnie wysokość tonu i jak wówczas tonacja maleje wraz z odległością. Fale dźwiękowe rozprzestrzeniają się w powietrzu w taki sam sposób, jak fale morskie na powierzchni wody.
Więc co się naprawdę dzieje. Kto dobrze słyszy? Kierowca czy pieszy? Czy zmienia się dźwięk syreny? Oba mają rację. Mówiąc dokładniej, nikt się nie myli: zarówno kierowca, jak i pieszy słyszą dokładnie to, co powinni usłyszeć. Różnica w postrzeganiu wynika z efektu Dopplera. To, co słyszymy jako dźwięk, to fale rozchodzące się w powietrzu.
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/2362/image_s4Erbv06xf.jpg)
Syrena wibruje cząsteczkami powietrza. Fale dźwiękowe rozprzestrzeniają się w powietrzu w taki sam sposób, jak fale morskie na powierzchni wody.Fala jest regionem rozrzedzenia, który następnie staje się regionem kompresji. Proces powtarza się wiele razy w ciągu jednej sekundy i rozprzestrzenia się. To jest fala dźwiękowa. Im bliżej siebie znajdują się te same odcinki fal, tym wyższy jest dźwięk, tym większa jest jego częstotliwość.
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/2362/image_6uYLS17WpYfI.jpg)
W naszym przypadku, gdy zbliża się „szybka” fala, fale dźwiękowe zbliżają się do siebie dla pieszego, ponieważ prędkość ruchu samochodu i dźwięk sumują się. Im mniejsza odległość między falami dźwiękowymi, tym wyższa częstotliwość i wyższy dźwięk. Wraz z usunięciem maszyny odległość między falami wraz ze wzrostem odległości staje się coraz większa, to znaczy częstotliwość stopniowo maleje, a dźwięk staje się niższy. Ludzie w samochodzie i źródło dźwięku są nieruchome względem siebie. Dlatego nie występują zmiany tonalności. Aby usłyszeć zmiany tonalności, słuchacz i źródło dźwięku muszą poruszać się względem siebie.
Efekt Dopplera nie tylko w falach dźwiękowych
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/2362/image_84wGE57J4eshRzc7d.jpg)
Weźmy za przykład fale świetlne. Jeśli żółta lampa zostałaby zainstalowana zamiast syreny w karetce pogotowia, wówczas podczas zbliżania się do obserwatora widmo lampy przesuwałoby się na stronę niebieską, a po zdjęciu na czerwoną. Przy otaczających nas zwykłych zjawiskach współczynniki przemieszczenia są stosunkowo niskie, więc nie zauważamy zmian w spektrum światła. Ale jeśli prędkość karetki zbliża się do prędkości światła lub jest z nią porównywalna, wówczas zauważymy pożądane zmiany.
Częstotliwość to liczba grzbietów fal, które przeszły przez określony punkt w ciągu jednej sekundy. Im wyższa częstotliwość, tym wyższy ton dźwięku lub tym bardziej niebieskie staje się światło.W tym przypadku kierowca widziałby żółte światło stale padające na drogę. Ale poruszająca się maszyna kompresowałaby fale przed sobą, a obserwatorzy, którzy byli nieruchomi podczas zbliżania się do źródła światła, dostrzegliby przesunięcie spektrum światła w stronę niebieskiej strony wysokiej częstotliwości. Gdy samochód rusza, obserwator zauważy kolor latarki z niebieskiego na żółty. Stopniowo kolor ten zmieniłby się w czerwony, znikając za horyzontem.