دوبلر (مفعول-)

أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن هـ و ي

دوبلر (مفعول-)

دوبلر (مفعول)

Doppler effect - Effet Doppler

دوبلر (مفعول ـ)

كريستيان يوهان دوبلر C.J.Doppler فيزيائي ورياضي نمساوي، ولد في مدينة سالزبورغ Salzburg، وتعلم في فيينا، وغدا رئيساً للمعهد الفيزيائي بجامعة فيينا عام 1850. اشتهر باكتشافه لظاهرة فيزيائية عرفت باسمه هي مفعول دوبلر.

يرتبط مفعول دوبلر بالتغير الظاهري للتردد الصادر عن منبع أمواج صوتية أو ضوئية، عندما يتحرك منبع الأمواج مقترباً من راصد أو مبتعداً عنه. لقد كشف دوبلر عام 1842 عن سبب هذه الظاهرة، وبيّن أنه إذا تحرك منبع صوتي ذو تردد ثابت مقترباً من راصد، فإن التردد الذي تتلقاه أذن الراصد يغدو أعلى، في حين ينخفض التردد الذي يسمعه الراصد عندما يبتعد المنبع عنه. إن تغير التردد هذا يدركه راصد واقف على رصيف محطة يقترب منها قطار سريع، أو راصد مسافر في قطار آخر على سكة مجاورة يسير باتجاه معاكس. وبالمثل يبين التحليل الطيفي للضوء الصادر عن جسم مضيء كنجم مثلاً أن خطوطه الطيفية التي يتلقاها راصد ما تنزاح باتجاه الضوء البنفسجي إذا كانت المسافة بين النجم والأرض تتناقص، وتنزاح باتجاه الضوء الأحمر إذا كانت المسافة تزداد. وبقياس مقدار انزياح الخط الطيفي العائد للنجم عن موضعه فيما لو كان ثابتاً، يمكن التعرف على طبيعة الحركة النسبية بين النجم المضيء والأرض، وهنا يجري الحديث عادة عما يسمى بالانزياح نحو الأحمر red shift.

إن طول موجة الضوء الأحمر هو الأعلى بين أطوال الموجة المرئي، ويحتل الضوء البنفسجي أقصرها. ينزاح طول موجة الضوء الصادر عن منبع يبتعد عن الراصد باتجاه طول الموجة الأطول، أي باتجاه الضوء الأحمر. في حين ينزاح هذا الطول باتجاه الضوء البنفسجي حين يقترب المنبع من الراصد. يستخدم الفلكيون مفعول دوبلر لقياس سرعة المجرات galaxies، التي تبتعد عموماً عن الأرض، ولذا فإن أضواءها أو خطوطها الطيفية تنزاح نحو الأحمر، ولذا يتحدث الفلكيون عن ظاهرة الانزياح نحو الأحمر.

يعرّف الفلكيون الانزياح نحو الأحمر العائد لمجرة أو نجم، على أنه مساوٍ لانزياح خط طيفي في الضوء الصادر عنه مقسوماً على طوله الموجي المرجعي، أي حيث ينبغي أن يكون فيما لو كان المنبع ثابتاً. يرمز لهذا الانزياح اختصاراً بالرمز z وهو يساوي سرعة المنبع المتحرك v، مقسوماً على سرعة الضوء c التي تساوي 300 ألف كيلو متر في الثانية، أي z = v/c. فإذا كان الانزياح نحو الأحمر لنجم مثلاً مساوياً 0.0001، فإن سرعة النجم عندها تساوي 0.01 بالمئة من سرعة الضوء.

تجدر الإشارة إلى أن العلاقة السابقة التي تعطي قيمة الانزياح نحو الأحمر للضوء الصادر عن منبع ضوئي متحرك لا تبقى صالحة عند السرعات العالية القريبة من سرعة الضوء. فقد بيّن آينشتاين صاحب النظرية النسبية[ر] أن العلاقة في هذه الحالة تؤول إلى:

لمفعول دوبلر تطبيقات عدة إضافة إلى ما ذُكر. إذ يمكن بفضله وباستخدام أمواج فوق صوتية[ر] ultrasonic تصميم أجهزة كاشفة للتسلل. وهنا يستعمل مرسل يصدر أمواجاً لا تتحسس بتواترها الأذن إضافة إلى كاشف يتلقى الأمواج المنعكسة عن المنطقة الموضوعة تحت الحراسة. إن أية حركة غريبة بين المرسل والمستقبل سينشأ عنها تغير أو انزياح shift في تواتر الصوت الذي يلتقطه الكاشف. تتحسس دارة إلكترونية هذا التغير وتصدر إنذاراً صوتياً أو ضوئياً أو لاسلكياً لاتخاذ ما يلزم بحق المتسللين.

كما استخدمت الأمواج فوق الصوتية لدراسة تدفق الدم في الشرايين والأوردة، وذلك بفضل قياس التغير في ترددها نتيجة انعكاسها على الدم المتدفق في هذه العروق.

وتستخدم شرطة المرور راداراً يصدر أمواجاً كهرمغنطيسية بتردد ثابت، وتقيس أجهزة محمولة على سياراتهم التغير في تردد الأمواج هذه لدى انعكاسها على آلية متحركة أو سيارة أو دراجة نارية، وتلتقط صورة للآلية التي تتجاوز حد السرعة الذي تختار، والذي يحدده تغير التردد وفق مفعول دوبلر.

أحمد الحصري

الموضوعات ذات الصلة:

الأمواج الصوتية ـ آينشتاين ـ الصوت والصوتيات ـ المجرة ـ النظرية النسبية.