A hang frekvenciájának vannak olyan jellemzői, amelyek számos más, hullám útján terjedő jelenségre is jellemzőek. Ez igaz például a fényre vagy a röntgenre. A hangfrekvencia egy bizonyos fizikai mennyiség, amelyet állandó számú ismétlés jellemez. A hullámok számának és az előfordulásuk időtartamának aránya határozza meg. Például egy hang frekvenciája határozza meg a hallott hangmagasságot. Vagy nem halljuk, ha a rezgések túllépik a hallási képességeink határát - infra- vagy ultrahang. Ha fénysugárzásról beszélünk, akkor annak frekvenciájától és hullámhosszától függően a spektrum különböző színeit látjuk: a pirostól a kékig.
Hangfrekvencia és Doppler-effektus
A vizsgált mennyiséghez kapcsolódó érdekes jelenség a Doppler-effektus (a felfedezőről kapta a nevét). Példaként fényhullámokkal is megfigyelhető, de a fény terjedési sebessége igen nagy (körülbelül 300 ezer kilométer/másodperc), és ez nagyon megnehezíti a megfigyelését a mindennapi körülmények között. És a hanghullámok terjedési sebessége észrevehetően alacsonyabb. Tehát mi a Doppler-effektus? Képzelje el, hogy egy főút szélén áll, ésegy működő szirénás autó közeledik messziről. Amikor még messze van, a sziréna üvöltése süketnek tűnik számodra. Ez azt jelenti, hogy a hangfrekvencia alacsony. De ahogy közeledik, egyre jobban nő.
Egyre magasabb hangmagasságot fog hallani, amely tetőzik, amikor az autó elhalad Ön mellett. Amikor a tárgy elhalad Ön mellett, és ismét távolodni kezd, a hang hullámhossza ismét csökkenni fog (szó szerint kisimítja, ha grafikonon ábrázolja). Ennek az az oka, hogy a sziréna hangját először valamilyen módon „fogja fel” a gép, ami lerövidíti a hullámvölgyek (talajok) közötti távolságot és magasabbra emeli a hangot, majd éppen ellenkezőleg, „elszalad”, aminek következtében a hullám mintegy „kisimul”. Valójában ezt Doppler-effektusnak hívják.
Effektusérték
Azonban nem szabad azt feltételezni, hogy a Doppler-effektus valami száraz tény az elektrodinamika világából. Ezt a tudást széles körben alkalmazzák a modern hangradarokban, amelyek hullámfrekvenciák mérésén alapulnak. Ugyanígy a közlekedési rendőrök határozzák meg a járművek sebességét, és más illetékes szolgálatok határozzák meg a repülőgépek sebességét, a folyók áramlását stb. A helyiségben történő mozgásra reagáló betörésjelzők is ezen az elven működnek.
Edwin Hubble felfedezése
De talán a legjelentősebb felfedezés ezzel kapcsolatban a Hubble-törvény. Még 1929-ben Edwin Hubble amerikai csillagász küldte el a magáéttávcső a csillagos égre. A távoli galaxisok megfigyelésével érdekes dolgot fedezett fel. E galaxisok közül sokat vörös köd borította be. Ahogyan egy távolodó tárgy hangja magasabb hangmagasságban hallatszik, úgy a távolodó test színe is vörösesnek tűnik az emberi szem számára. Ez szó szerint azt jelentette, hogy a galaxisok elrepülnek tőlünk. Érdekes módon minél távolabb van egy galaxis, annál gyorsabban távolodik. Ez a megfigyelés nagymértékben hozzájárult ahhoz, hogy a modern asztrofizikusok a táguló Univerzumról és az Ősrobbanásról, mint annak kezdetéről a legnépszerűbb elképzelés alakuljanak ki.
