پدیدهٔ داپلر چیست و توسط چه کسی کشف شد؟

سال اکتشاف: 1848

این کشف چه می‌گوید؟

ارتعاشات صدا و امواج نور بسته به نزدیک شدن منبع آن‌ها یا دورشدنشان از یک مشاهده‌گر، زیادتر یا کمتر می‌شوند.

چه کسی آن را کشف کرد؟

کریستین داپلر Christian Doppler

کریستین داپلر اتریشی معلم ریاضی بود. او معلمی سخت‌کوش بود و در صدد درک عمیق مفاهیم ریاضی و هندسه‌ای بود که درس می‌داد.

اواخر ۱۸۴۰ سرعت قطارها به حدود ۵۰ کیلومتر در ساعت رسیده بود. این قطارها در حال حرکت صدایی تولید می‌کردند که بسیار جالب بود. تا آن زمان بشر به سرعتی بیش از یورتمه رفتن اسب‌ها نرسیده بود. قطارها به مردم این فرصت را دادند تا به اثر حرکت یک جسم بر صدایی که تولید می‌کند توجه نمایند.

داپلر با دقت به حرکت قطارها توجه نشان می‌داد و سعی می‌کرد درباره شدت و ضعف صدایی که می‌شنید نظریه‌ای ارائه دهد. در ۱۸۴۳ داپلر نظریه‌ای ارائه داد که مدعی بود حرکت یک شئی باعث افزایش یا کاهش نوسانات صدا و نور در چشم ناظر ثابت خواهد شد. این تغییر رنگ می‌تواند توضیحی باشد که چرا بعضی ستارگان رنگ قرمز و بعضی رنگ آبی دارند. (ستارگانی که به سمت زمین نزدیک می‌شوند رنگشان به سوی تواتر (فرکانس) بالاتر، یعنی آبی گرایش پیدا می‌کند. ستارگانی که دور می‌شوند به سمت فرکانس‌های پایین‌تر یعنی قرمز گرایش دارند.)

او در ۱9۴۴ مقاله‌ای ارائه داد که بر اساس آن اشیایی که به سوی یک ناظر حرکت می‌کنند انواع صدا و نور را تشدید می‌کنند، طوری که تن صدا و تواتر رنگ‌ها بیشتر می‌شود (آبی). وقتی شیئی از ناظر دور می‌شود (انتقال به سمت رنگ قرمز)، عکس این قضیه اتفاق می‌افتد. به همین دلیل است که بعضی ستارگان قرمز به نظر می‌رسند و بعضی آبی. او عملاً اشتباه می‌کرد. در حالی که از نظر فنی این نظریه درست است؛ ابزار آن روز قادر به تشخیص این جابجایی‌های جزئی نبود.

داپلر سعی کرد نظریه خود را به اثبات رساند. او نمی‌توانست با نور آزمایشی انجام دهد. زیرا تلسکوپ‌ها و وسایل اندازه‌گیری نوری او کامل نبودند، بنابراین سعی کرد این اصول را با صدا اثبات کند.

در آزمایش معروف ۱۸۴۵، او تعدادی نوازنده را سوار قطار کرد تا یک نوت را با ترومپت بنوازند. چند نوازنده دیگر در سکوی ایستگاه ایستادند تا مشخص کنند با نزدیک شدن قطار چه نوتی را می‌شنوند. نوت نوازندگان روی سکو در ابتدا کمی بلندتر، بعد کمی کوتاه‌تر از آنی بود که نوازندگان سوار قطار اجرا می‌کردند.

داپلر آزمایش را با گروه دومی از نوازندگان ترومپت که روی سکوی ایستگاه ایستاده بودند تکرار کردو هم آن‌ها و هم نوازندگان در حال حرکت، در حین حرکت قطار یک نوت را می‌نواختند. اما شنوندگان نوت‌ها را کاملاً متفاوت از هم می‌شنیدند. نوت ثابت و در حال حرکت انگار با هم تداخل پیدا می‌کردند و ضربه‌های تپنده‌ای را درست کرده بودند.

داپلر نام این پدیده را تأثیر داپلر نام نهاد. او به شهرتی که انتظارش را داشت نرسید. به سال ۱۸۵۳ مرد و بعد از مرگش تازه جهان علم سعی در شناسایی و تقدیر از او کرد.

از نظریه داپلر استفاده شد تا ثابت کنند جهان در حال انبساط است. انبساط جهان را می‌توان به خمیر نان کشمشی تشبیه کرد. کشمش‌ها در خمیر فاصله ثابتی دارند اما وقتی خمیر در فر قرار داده می‌شود و خمیر پف می‌کند، فاصله کشمش‌ها از هم زیاد می‌شود. اگر کشمش‌ها می‌توانستند همدیگر را ببینند متوجه می-شوند که کشمش‌های دیگر از آن‌ها دور می‌شوند، گرچه همگی در قرص نان ثابت هستند و فقط خمیر –کائنات- در حال گسترش است.