“تأثير دوبلر” في الموجات الصوتية

2011 مكتبة الفيزياء خواص وسلوك الموجات

أبريل أيزاكس

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

ظاهرة دوبلر الموجات الصوتية الفيزياء

هل سبق أن تابعتم نشرة الأحول الجوية على شاشة التلفزيون وسمعتم مُصطلح «رادار دوبلر»

تستخدم مراكز التنبؤ بأحوال الطقس «رادارات دوبلر» لتحديد السرعة المتجهة (أو السرعة) للعواصف القادمة، ومن خلال تحديد مدى سرعة العاصفة المقتربة، يستطيع راصد الأحوال الجوية التنبؤ بمستوى محدد من الدقة الموعد الذي يمكن أن تضرب خلاله العاصفة كل منطقة.

ولكن كيف يتسنى لرادار دوبلر تحديد سرعة العاصفة؟

يعمل رادار دوبلر حسب مبادئ «تأثير دوبلر» المتمثل في التغير الواضح لتردد الموجة أو طولها الموجي الذي يلاحظه الراصد الجوي عندما يكون على مقربة من مصدر الموجة، وبالاستعانة برادار دوبلر، يجري قياس سرعة العاصفة التي ستضرب منطقة جغرافية محددة.

من الأمثلة الشائعة التي توضح «تأثير دوبلر» بصورة عملية هو صوت صفارة الإنذار الصادرة عن سيارة الشرطة أو الإسعاف أثناء انطلاقها.

فإذا كنت جالساً على شرفة منزلك ومرّت سيارة الشرطة مسرعة بالقرب منك ستلاحظ عند اقترابها منك أن صوت الصفارة أصبح أكثر ارتفاعاً وأن درجة الصوت أو تردده قد زاد أيضاً، وما إن تمضي السيارة حتى ينخفض مستوى الصوت ويصبح التردد أو شدة الصوت أكثر انخفاضاً.

إن تردد الصوت لا يتغير، فعندما تبتعد السيارة عنك يظل سائقها (الذي يتحرك مع الاضطراب) يسمع صوت الصفارة بالتردد نفسه.

وعندما تقترب سيارة الشرطة منك يقلّ الطول الموجي بينك وبين الاضطراب الابتدائي، وفي الوقت الذي تتجاوزك السيارة منطلقة إلى الأمام، يزيد الطول الموجي بينك وبين الاضطراب الابتدائي.

مع أنه من السهل شرح «تأثير دوبلر» وملاحظته في الموجات الصوتية، إلا أنه يظل سلوكاً يمكن أن نجده في أي موجة، سواء أكانت موجة ميكانيكية أم كهرومغناطيسية.