ما هو تأثير دوبلر (Doppler)؟ ولماذا يتغيّر صوت سيارة الإسعاف

تأثير دوبلر (Doppler Effect) هو التغيّر الذي يطرأ على التردّد (ومن ثمّ على طبقة الصوت أو لون الضوء) الذي يلاحظه شخصٌ ما، بسبب الحركة النسبية بين مصدر الموجة والمراقب. سُمّي على اسم الفيزيائي النمساوي كريستيان دوبلر الذي وصفه عام 1842. أشهر مثال عليه: صافرة سيارة الإسعاف.

لنفهم السبب: المصدر يُطلق موجات صوتية على شكل دوائر متتابعة. حين يقترب المصدر منك، فإنه "يلاحق" موجاته، فتتزاحم الموجات أمامه وتصبح المسافة بينها أقصر — أي يرتفع التردّد فتسمع صوتًا أحدّ. وحين يبتعد عنك، تتمدّد المسافة بين الموجات فينخفض التردّد ويصبح الصوت أغلظ. لهذا تسمع الصافرة حادّة وهي قادمة، ثم تهبط طبقتها فجأة لحظة عبورها.

المفتاح أن سرعة الصوت في الهواء ثابتة تقريبًا؛ ما يتغيّر هو التردّد الملحوظ لا سرعة الموجة. الجدول التالي يلخّص الحالات:

لا يقتصر التأثير على الصوت، بل يشمل كل الموجات ومنها الضوء. حين يقترب مصدر ضوئي منّا ينزاح ضوءه نحو الأزرق (تردّد أعلى)، وحين يبتعد ينزاح نحو الأحمر (تردّد أقل). هذا ما يُعرف بـالانزياح الأحمر والأزرق، وهو أداة أساسية في الفلك.

تطبيقاته حولنا كثيرة: رادار السرعة يقيس سرعة السيارات بقياس تغيّر تردّد الموجة المرتدّة، والسونار والموجات فوق الصوتية الطبية (دوبلر) تقيس تدفّق الدم، والأهم فلكيًا أن العالم إدوين هابل لاحظ أن ضوء المجرّات البعيدة كله منزاح نحو الأحمر — أي أنها تبتعد عنّا — وكان ذلك من أقوى الأدلة على أن الكون يتمدّد.

الخلاصة: تأثير دوبلر ظاهرة بسيطة في جوهرها — الحركة تضغط الموجات أو تمدّها — لكنها تفسّر أشياء تبدأ من صافرة الإسعاف ولا تنتهي عند حدود الكون المتمدّد.

المصادر

• NASA — The Doppler effect and redshift
• Britannica — Doppler effect