Doppler etkisi dalga özelliği gösteren bir fiziksel varlığın gözlemlenen frekans veya dalga boyunda , gözlemcinin ve dalga kaynağının birbirine göre hareket etmesi sonucunda meydana gelen değişiklik olarak tanımlanabilir. Bu noktada yaygın kullanılan bir örnek korna sesi çıkaran bir aracın gözlemciye yaklaşıp uzaklaşması sonucu ses tonunun değişmesidir.
Eğer kaynak ve gözlemci birbirine yaklaşıyorsa gözlemlenen dalga frekansı kaynaktan yayılan dalga frekansından fazladır. Bunun nedeni kaynak gözlemciye yaklaşırken birbirini izleyen her dalga tepesinin gözlemciye bir önceki dalganın tepesinden daha yakın bir konumdan yayılmasıdır. Bu durum göz önünde bulundurulduğunda her dalganın gözlemciye ulaşması bir önceki dalgadan daha az zaman alır. Bu durumda gözlemciye gelen dalga süresini kısalır ve frekans artar.
Tersi durumda ise yani kaynak ve gözlemci birbirinden uzaklaşırken her dalga gözlemciye gelen dalganın konumundan daha uzak bir konumdan yayılacak bu durumda ardışık dalgalar arasındaki varış süresi artacaktır. Bu noktada gözlemlenen dalganın frekansı kaynaktan yayılan dalganın frekansından daha az olacaktır. Gözlemciye gelen dalga frekansının artmasına bağlı olarak ses daha tiz duyulurken frekansın azalması durumunda ise daha kalın bir ses duyulacaktır.
Doppler etkisi ilk kez 1842 yılında Avustralyalı fizikçi Christian Doppler tarafından öne sürülmüştür.
Doppler Etkisi Nerelerde Kullanılıyor?
Robotik Alanında Doppler Etkisi: Hareketli engellerin bulunduğu ortamlarda robotların hareketine yardımcı olabilmek amacıyla dinamik gerçek zamanlı yol planlaması için doppler etkisinden yararlanılır.
Medikal Alanında Doppler Ultrasonografi: Doppler etkisinden faydalanan bu ultrasonografi yöntemi genellikle kan ve vücut dokularının hareketlerinin ve proba göre göreceli hızlarının belirlenmesinde kullanılır. Doppler ultrasonografi ile bir arterdeki akışı veya kalp kapakçığı üzerinden kan akışı hızı ve yönü belirlenebilir ve görselleştirilebilir.
Astronomide Doppler Etkisi: Doppler etkisi yalnızca seste değil ışık dalgalarında da gözlemlenir. Işık dalgalarında meydana gelen bu değişimlerin sonuçları astronomide kırmızıya kayma veya maviye kayma olarak kategorilendirilir. Hareketli bir kaynaktan gelen sesin frekansı gözlemciye göre değiştiği gibi yıldızlardan gelen ışığın dalga boyu da yıldızın hareketine bağlı olarak değişir. Bu noktada astronomlar Güneş sistemine yaklaşan veya uzaklaşan yıldızların hızını ölçebilmek için doppler etkisinden faydalanır. Yaklaşan bir ışığın frekansı fazla olacaktır, frekans ve dalga boyu arasındaki ilişki göz önünde bulundurulduğunda dalga boyu kısa olacaktır. Görünür ışık spektrumunda en kısa dalga boylu ışık bölgesinde mavi ışık bulunduğu için bu yıldızların ışığı mavi görünecektir. Uzaklaşan bir yıldız ise frekansı düşük dalga boyu uzun olacağından görünür ışık spektrumunda da en yüksek dalga boylu ışık bölgesi kırmızı olduğundan bu yıldızların ışıkları kırmızı görünecektir. Yıldızların yapısındaki kimyasal elementlerin o yıldızların spektrumunda oluşturduğu çizgiler normalde bulundukları yerden başka yere kaydıkları için bu olaylar kırmızıya kayma ve maviye kayma olarak isimlendirilir.
Radar Ve Doppler Etkisi: Taşıtların hızlarını ölçmek için kullanılan radarlarda doppler etkisinden faydalanılabilir. Radardan yayılan dalgalar araca çarpıp geri döner. Radardan yayılan dalgaların ve araçtan geri dönen dalgaların frekansları arasındaki farka bakılarak aracın hızı hesaplanabilir.
Kaynaklar:
en.wikipedia.org
bilimteknik.tubitak.gov.tr
www.khanacademy.org
www.eso.org
