Frekvenca zvoka ima lastnosti, ki so značilne tudi za številne druge pojave, ki se širijo s pomočjo valovanja. To velja na primer za svetlobo ali rentgenske žarke. Zvočna frekvenca je določena fizikalna količina, za katero je značilno stalno število ponovitev. Določeno je z razmerjem med številom valov in časovnim obdobjem, v katerem se pojavijo. Na primer, frekvenca zvoka določa višino, ki jo slišimo. Ali pa ne slišimo, če vibracije presegajo meje naših slušnih zmožnosti – infra- ali ultrazvok. Če govorimo o svetlobnem sevanju, potem glede na njegovo frekvenco in valovno dolžino vidimo različne barve spektra: od rdeče do modre.
Zvočna frekvenca in Dopplerjev učinek
Zanimiv pojav, povezan z obravnavano količino, se imenuje Dopplerjev učinek (imenovan po odkritelju). Opazimo jo lahko tudi na primeru svetlobnih valov, vendar je hitrost širjenja svetlobe zelo visoka (približno 300 tisoč kilometrov na sekundo), zato jo je zelo težko opazovati v vsakdanjih razmerah. In hitrost širjenja zvočnih valov je opazno nižja. Kaj je torej Dopplerjev učinek? Predstavljajte si, da ste ob glavni cesti inod daleč se približuje avto z delujočo sireno. Ko bo še daleč, se vam bo zdelo rjovenje sirene gluho. To pomeni, da je zvočna frekvenca nizka. Toda ko se bo bližalo, bo vse bolj raslo.
Slišali boste lahko višjo in višjo glasnost, ki bo dosegla vrhunec, ko bo avto peljal mimo vas. Ko vas predmet mimo vas in se spet začne odmikati, se valovna dolžina zvoka spet zmanjša (dobesedno, gladka, če je prikazana na grafu). To se zgodi zato, ker zvok sirene najprej na nek način "ulovi" stroj, ki skrajša razdaljo med koriti (grebeni) vala in poveča ton, nato pa, nasprotno, "beži", zaradi česar se val tako rekoč "zgladi". Pravzaprav se to imenuje Dopplerjev učinek.
Vrednost učinka
Vendar ne smemo domnevati, da je Dopplerjev učinek neko suhoparno dejstvo iz sveta elektrodinamike. Prav to znanje se široko uporablja v sodobnih zvočnih radarjih, ki temeljijo na merjenju valovnih frekvenc. In na enak način prometni policisti določajo hitrost vozil, druge ustrezne službe pa hitrost letal, rečne tokove itd. Po tem principu delujejo tudi protivlomni alarmi, ki se odzivajo na premike v prostoru.
Odkritje Edwina Hubbla
Toda morda najpomembnejše odkritje, povezano s tem učinkom, je Hubblov zakon. Leta 1929 je svoje poslal ameriški astronom Edwin Hubbleteleskop v zvezdno nebo. Z opazovanjem oddaljenih galaksij je odkril zanimivo stvar. Mnoge od teh galaksij so bile zavite v nekakšen halo rdeče megle. Tako kot se zvok umikajočega se predmeta sliši v višji toni, se tudi barva umikajočega telesa človeškemu očesu zdi rdečkasta. To je dobesedno pomenilo, da so galaksije odletele od nas. Zanimivo je, da dlje kot je galaksija, hitreje se umika. To opazovanje je močno pripomoglo k najbolj priljubljeni ideji sodobnih astrofizikov o širitvi vesolja in Velikem poku kot njegovem začetku.
