Egyéb kategória Kitekintő

Tudtad? • A száguldó sziréna hangját nem egyenletesen halljuk

A száguldó sziréna hangját nem egyenletesen halljuk
Christian Andreas Doppler

220 éve született Christian Doppler osztrák fizikus, akiről a Doppler-hatást nevezték el.
Doppler osztrák matematikus, fizikus és csillagász volt. Tanulmányait a salzburgi líceumban és a Bécsi Műegyetemen végezte. Itt 1825-ig tanult, aztán otthon képezte magát tovább. 1829-től 1833-ig tanársegédként tanított. Ezután, mivel tanári állást nem kapott, azzal a gondolattal foglalkozott, hogy kivándorol Amerikába, de még idejében érkezett 1835-ben a prágai reáliskola meghívása, ahol matematikát tanított, és 1837-től a birodalmi technikai intézetben is tartott előadásokat felső matematikából. Itt 1841-ben professzorrá nevezték ki. Első dolgozatai ugyan matematikai tárgyúak voltak, de 1842-ben közzétette Über das farbige Licht der Doppelsterne (A kettőscsillagok színes fényéről) c. tanulmányát – ez tartalmazza a Doppler-effektus első leírását és persze nem a sziréna hangjáról szól.

1847-ben, hazánkban a selmeci bányászati akadémián volt az elméleti fizika és a mechanika professzora. Ekkor bányatanácsosi címet kapott. 1850-ben, a Bécsben újonnan megalakult egyetem fizikai intézetének igazgatója lett. 1852-ben tüdőtuberkulózisa miatt betegszabadságot kért, de már a napfényes Itália sem tudta meggyógyítani.

Matematikusként kedves kutatási területe volt a párhuzamossági axióma problémája, az analitikus geometria és a lánctörtek. Matematikai előadásait egy aritmetika és egy algebrakönyve tartalmazza. Mint fizikus foglalkozott hangtannal, optikával, elektromossággal és mágnességgel. Nevét főként a Doppler-hatás örökítette meg, amelynek számos alkalmazási területe közül talán legnagyobb hasznát a csillagászat vette. Abból kiindulva, hogy a mozdulatlan megfigyelő számára a mozgó forrásból származó hang magassága változik, azt az elméletet állította fel, hogy a csillagokból jövő fény színének változnia kell a csillagok Földhöz viszonyított sebességének megfelelően. Foglalkoztatta még a fényelmélet és a mikroszkópok elmélete is.

Hangrobbanás
Hangrobbanás

Doppler-effektus: Ha figyelmesen hallgatod egy előtted elrobogó mentőautó szirénáját vagy két egymás mellett elrohanó vonat zaját, különös dolgot vehetsz észre. A közeledő sziréna vagy vonat hangját jóval magasabbnak érzékeled, mint amikor távolodik. A valóságban a kibocsátott hang magassága nem változik. Csak azért tűnik úgy, mert közeledéskor gyakrabban, távolodáskor pedig ritkábban érkeznek a hullámok. A hullámok gyakoribb érkezése magasabb, ritkább érkezése mélyebb hangot jelent. Christian Doppler (1803–1853) 1841-ben írta le ezt a jelenséget.

Hangrobbanás: Ha a hullámforrás sebessége közel azonos a hullám közegbeli terjedési sebességével akkor a mozgás irányában igen kis hullámhossz, illetve igen nagy frekvencia alakul ki. A nagyfrekvenciájú hullámban sok energia van kis térfogatban összezsúfolva, ami lökésszerű hullám kialakulásához vezet. Ilyen jelenség például a hangrobbanás, ami akkor keletkezik, amikor a repülőgépek átlépik a hangsebességet. Ekkor annyi energia koncentrálódhat, hogy ha a hangrobbanás lakott területhez közel játszódik le, az a lakóépületekben is kárt tud okozni.

Ha a hullámforrás átlépte a hullám terjedési sebességét, akkor a kibocsátott hullám egyre inkább elmarad a hullámforrás mögött. Ilyenkor a hullám kúppalástfelület mentén terjed (Mach-kúp).