Frekvence zvuku má vlastnosti, které jsou také charakteristické pro řadu dalších jevů šířících se pomocí vlny. To platí například pro světlo nebo rentgenové záření. Zvuková frekvence je určitá fyzikální veličina, která se vyznačuje konstantním počtem opakování. Je určena poměrem počtu vln k časovému období, během kterého k nim dochází. Například frekvence zvuku určuje výšku, kterou slyšíme. Nebo neslyšíme, jestli jsou vibrace za hranicí našich sluchových možností – infra- nebo ultrazvuk. Pokud mluvíme o světelném záření, pak v závislosti na jeho frekvenci a vlnové délce vidíme různé barvy spektra: od červené po modrou.
Zvuková frekvence a Dopplerův efekt
Zajímavý jev spojený s uvažovanou veličinou se nazývá Dopplerův jev (pojmenovaný po objeviteli). Lze jej také pozorovat například pomocí světelných vln, ale rychlost šíření světla je velmi vysoká (asi 300 tisíc kilometrů za sekundu), a proto je velmi obtížné jej pozorovat v každodenních podmínkách. A rychlost šíření zvukových vln je znatelně nižší. Co je tedy Dopplerův efekt? Představte si, že jste na kraji hlavní silnice az dálky se blíží auto s fungující sirénou. Když je ještě daleko, bude se vám hukot sirény zdát hluchý. To znamená, že frekvence zvuku je nízká. Ale jak se to přibližuje, poroste víc a víc.
Budete slyšet vyšší a vyšší výšku tónu, která bude vrcholit, když vás auto míjí. Když vás objekt mine a začne se opět vzdalovat, vlnová délka zvuku se opět sníží (doslova vyhladí, pokud je to znázorněno na grafu). Děje se tak z toho důvodu, že zvuk sirény nejprve nějakým způsobem „chytne“stroj, který zkrátí vzdálenost mezi žlábky (hřebeny) vlny a zvýší tón, a pak naopak, „uteče“, v důsledku čehož se vlna jakoby „vyhladí“. Ve skutečnosti se tomu říká Dopplerův efekt.
Hodnota efektu
Neměli bychom však předpokládat, že Dopplerův jev je nějaký suchý fakt ze světa elektrodynamiky. Právě tyto poznatky jsou hojně využívány v moderních zvukových radarech, které jsou založeny na měření vlnových frekvencí. A stejně tak dopravní policisté určují rychlost vozidel a další příslušné služby určují rychlost letadel, toky řek atd. Na tomto principu fungují i EZS reagující na pohyb v místnosti
Objev Edwina Hubbla
Ale možná nejvýznamnějším objevem souvisejícím s tímto efektem je Hubbleův zákon. V roce 1929 poslal svůj americký astronom Edwin Hubbledalekohledem na hvězdnou oblohu. Pozorováním vzdálených galaxií zjistil zajímavou věc. Mnoho z těchto galaxií bylo zahaleno nějakým halem rudého oparu. Stejně jako je k nám slyšet zvuk vzdalujícího se předmětu ve vyšší výšce, i barva vzdalujícího se tělesa se lidskému oku jeví jako načervenalá. To doslova znamenalo, že galaxie od nás odlétají. Zajímavé je, že čím dále je galaxie, tím rychleji se vzdaluje. Toto pozorování výrazně přispělo k nejpopulárnější myšlence mezi moderními astrofyziky o rozpínajícím se vesmíru a velkém třesku jako jeho počátku.
