De frequentie van geluid heeft kenmerken die ook kenmerkend zijn voor een aantal andere verschijnselen die zich voortplanten door middel van een golf. Dit geldt bijvoorbeeld voor licht of röntgenstralen. Geluidsfrequentie is een bepaalde fysieke grootheid, die wordt gekenmerkt door een constant aantal herhalingen. Het wordt bepaald door de verhouding van het aantal golven tot de tijdsperiode waarin ze optreden. De frequentie van een geluid bepa alt bijvoorbeeld de toonhoogte die we horen. Of we horen niet of de trillingen buiten de limiet van onze auditieve mogelijkheden liggen - infra- of ultrageluid. Als we het hebben over lichtstraling, dan zien we, afhankelijk van de frequentie en golflengte, verschillende kleuren van het spectrum: van rood tot blauw.
Geluidsfrequentie en Doppler-effect
Een interessant fenomeen dat verband houdt met de hoeveelheid in kwestie, wordt het Doppler-effect genoemd (genoemd naar de ontdekker). Het kan ook worden waargenomen met lichtgolven als voorbeeld, maar de voortplantingssnelheid van het licht is erg hoog (ongeveer 300 duizend kilometer per seconde), en dit maakt het erg moeilijk om het in alledaagse omstandigheden waar te nemen. En de voortplantingssnelheid van geluidsgolven is merkbaar lager. Dus wat is het Doppler-effect? Stel je voor dat je aan de kant van een hoofdweg staat envan verre nadert een auto met een werkende sirene. Als hij nog ver weg is, zal het gebrul van de sirene doof voor je lijken. Dit betekent dat de geluidsfrequentie laag is. Maar naarmate het dichterbij komt, zal het meer en meer groeien.
Je zult een hogere en hogere toon kunnen horen, die zal pieken als de auto je passeert. Wanneer het object je passeert en weer begint weg te bewegen, zal de golflengte van het geluid weer afnemen (letterlijk, gladstrijken, als het wordt weergegeven in een grafiek). Dit gebeurt omdat het geluid van de sirene eerst op de een of andere manier wordt "ingehaald" door de machine, waardoor de afstand tussen de dalen (toppen) van de golf wordt verkort en de toon hoger wordt, en vervolgens, integendeel, “loopt weg”, waardoor de golf als het ware “afvlakt”. Dit wordt eigenlijk het Doppler-effect genoemd.
Effectwaarde
Je moet er echter niet van uitgaan dat het Doppler-effect een droog feit is uit de wereld van de elektrodynamica. Het is deze kennis die veel wordt toegepast in moderne geluidsradars, die gebaseerd zijn op het meten van golffrequenties. En op dezelfde manier bepalen verkeerspolitieagenten de snelheid van voertuigen en andere relevante diensten bepalen de snelheid van vliegtuigen, rivierstromen, enz. Inbraakalarmen die reageren op bewegingen in de kamer werken ook volgens dit principe.
Ontdekking van Edwin Hubble
Maar misschien wel de belangrijkste ontdekking met betrekking tot dit effect is de wet van Hubble. In 1929 stuurde de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble zijntelescoop in de sterrenhemel. Door verre sterrenstelsels te observeren, ontdekte hij iets interessants. Veel van deze sterrenstelsels waren gehuld in een halo van rode waas. Net zoals het geluid van een terugwijkend object op een hogere toon voor ons wordt gehoord, zo lijkt de kleur van een terugwijkend lichaam roodachtig voor het menselijk oog. Dit betekende letterlijk dat de sterrenstelsels van ons wegvlogen. Interessant is dat hoe verder weg een melkwegstelsel is, hoe sneller het zich terugtrekt. Deze waarneming heeft in hoge mate bijgedragen aan het meest populaire idee onder moderne astrofysici over het uitdijende heelal en de oerknal als het begin.
