ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์

ปรากฏการณ์ด็อพเพลอร์ (อังกฤษ: Doppler Effect) หรือบางครั้งเรียกว่า การเลื่อนด็อพเพลอร์ (Doppler shift) เป็นปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์อย่างหนึ่งที่ตั้งชื่อตามคริสทีอัน ด็อพเพลอร์ เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความถี่ของคลื่นและความยาวคลื่นในมุมมองของผู้สังเกตเมื่อมีการเคลื่อนที่ที่สัมพันธ์กับแหล่งกำเนิดคลื่นนั้น พบเห็นได้ทั่วไปในชีวิตประจำวันเช่น เมื่อมีรถพยาบาลส่งสัญญาณไซเรนเคลื่อนเข้าใกล้ ผ่านตัวเรา และวิ่งห่างออกไป คลื่นเสียงที่เราได้ยินจะมีความถี่สูงขึ้น (กว่าคลื่นที่ส่งออกมาตามปกติ) ขณะที่รถเคลื่อนเข้ามาหา คลื่นเสียงมีลักษณะปกติขณะที่รถผ่านตัว และจะมีความถี่ลดลงเมื่อรถวิ่งห่างออกไป

แหล่งกำเนิดคลื่นกำลังเคลื่อนที่ไปทางซ้าย ความถี่ของคลื่นทางด้านซ้ายจึงสูงกว่าทางด้านขวา

การเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่นที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิด

แอนิเมชันที่แสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์ด็อพเพลอร์ทำให้เสียงเครื่องยนต์หรือเสียงไซเรนแหลมขึ้นเมื่อเข้าใกล้มากกว่าตอนที่วิ่งห่างออกไป วงกลมสีแดงเป็นตัวแทนของคลื่นเสียง

เสียงแตรรถที่วิ่งผ่าน

---

หากมีปัญหาในการเล่นไฟล์นี้ ดูที่วิธีใช้สื่อ

คลื่นที่มีการแพร่โดยต้องอาศัย เช่นคลื่นเสียง ความเร็วของผู้สังเกตกับความเร็วของแหล่งกำเนิดคลื่นจะมีความสัมพันธ์กับตัวกลางที่คลื่นนั้นแพร่ผ่าน ปรากฏการณ์ด็อพเพลอร์โดยรวมจะเป็นผลจากทั้งการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิด การเคลื่อนที่ของผู้สังเกต และการเคลื่อนที่ของตัวกลางด้วย ปรากฏการณ์ในแต่ละส่วนสามารถวิเคราะห์ได้โดยแยกจากกัน ส่วนคลื่นที่ไม่จำเป็นต้องอาศัยตัวกลางเช่นหรือแรงโน้มถ่วงในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ จะสนใจเฉพาะที่แตกต่างกันระหว่างผู้สังเกตกับแหล่งกำเนิดเท่านั้น การเปลี่ยนความถี่ของเสียงที่ผู้ฟังได้ยินจะขึ้นอยู่กับความเร็วของแหล่งกำเนิด

การเปลี่ยนความถี่ของเสียงที่ผู้ฟังได้ยินจะขึ้นอยู่กับความเร็วของแหล่งกำเนิด Vs (s ย่อมาจาก Source) และความเร็วของผู้ฟังVL (L ย่อมาจาก Listener) โดยทั่วไปทั้งผู้ฟังและแหล่งกำเนิดอาจจะเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นในการวิเคราะห์จึงไม่เหมาะสมที่จะใช้ผู้ฟังหรือแหล่งกำเนิดเป็นกรอบอ้างอิง ในที่นี่จึงใช้ตัวกลางที่เสียงเคลื่อนที่เป็นการอ้างอิง ซึ่งจะทำให้อัตราเร็วเสียงคงตัวเสมอ ไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วของแหล่งกำเนิดหรือผู้ฟัง ในส่วนของของความเร็ซของแหล่งกำเนิด VS และความเร็วของผู้ฟัง VL จะวัดเทียบตัวกลางของคลื่นเสียงด้วย และเนื่องจากการศึกษาปรากฎการณ์คอปเพลอร์ในที่นี้เป็นเป็นเพียงการศึกษาในเบื้องต้น ดังนั้นจะพิจารณาเฉพาะกรณีที่ความเร็วของแหล่งกำเนิดและผู้ฟังอยู่บนเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างแหล่งกำเนิดกับผู้ฟังเท่านั้น (การเคลื่อนที่ 1 มิติ)

แหล่งข้อมูลอื่น

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับ ปรากฏการณ์ด็อพเพลอร์

• หนังสือฟิสิกส์มหาวิทยาลัย 1 เล่ม 2 เขียนโดย พงษ์ศักดิ์ ชินนาบุญ
• ปรากฏการณ์ด็อพเพลอร์ จากเว็บไซต์ scienceworld

อ้างอิง

1. พจนานุกรมดาราศาสตร์ - สมาคมดาราศาสตร์ไทย