هناك العديد من النظريات و القواعد الفيزيائية التي عملت على تفسير الحركة و كان لها العديد من الاستخدامات الهامة ، كذلك حملت الفيزياء تفسيرات لعدد من الظواهر الكونية و من بينها ظاهرة الدوبلر أو تأثير الدوبلر.
ظاهرة دوبلر
– تلاحظ ظاهرة الدوبلر كلما كان مصدر الموجات يتحرك فيما يتعلق بالمراقب ، و تأثير الدوبلر يمكن وصفه بأنه التأثير الذي ينتجه مصدر تحرك الموجات التي يوجد فيها تحول صعودي واضح في وتيرة للمراقبين نحو منهم مصدر يقترب ، و يكون التحول نحو الانخفاض واضحا في وتيرة للمراقبين منهم من مصدر ينحسر ، و من المهم ملاحظة أن التأثير لا ينتج بسبب فعل حقيقي التغيير في وتيرة المصدر ، و يتضح ذلك في بعض الأمثلة الكونية.
– على سبيل المثال لنفترض أن هناك حشرة في وسط بركة الماء ، تهز الساقين بشكل دوري من أجل إحداث اضطرابات تتنقل عبر الماء ، إذا نشأت هذه الاضطرابات في نقطة ما ، فإنهم سوف يسافرون إلى الخارج من تلك النقطة في جميع الاتجاهات ، وبما أن كل اضطراب يسافر في نفس الوسط ، فسوف يسافرون جميعًا في كل اتجاه بنفس السرعة ، و النمط الناتج عن اهتزاز الحشرة سيكون سلسلة من الدوائر متحدة المركز، هذه الدوائر تصل إلى حواف بركة الماء في نفس التردد.
– يمكن ملاحظة تأثير الدوبلر في أي نوع من الموجات ، موجة الماء ، الموجة الصوتية ، الموجة الضوئية ، إلخ ، و نحن أكثر دراية بتأثير دوبلر بسبب تجاربنا مع الموجات الصوتية ، ربما تتذكر مثالاً كانت سيارة أو سيارة شرطة تابعة للشرطة تسير نحوك على الطريق السريع ، ومع اقتراب السيارة من تفجير صفارات الإنذار ، كانت درجة صوت صفارات الإنذار (قياس تردد الصفارة) عالية ؛ ثم فجأة بعد مرور السيارة ، كانت درجة صوت صفارات الإنذار منخفضة ، و كان هذا هو تأثير دوبلر ، وهو تحول واضح في التردد لموجة صوتية ينتجها مصدر متحرك.
تأثير دوبلر في علم الفلك
إن تأثير دوبلر له أهمية كبيرة بالنسبة لـ علماء الفلك الذين يستخدمون المعلومات حول التحول في تردد الموجات الكهرومغناطيسية التي تنتجها النجوم المتحركة في مجرتنا و خارجها ، من أجل الحصول على معلومات حول تلك النجوم و المجرات ، و يعتمد الاعتقاد بأن الكون يتوسع جزئيا على رصد الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من النجوم في المجرات البعيدة ، علاوة على ذلك ، يمكن تحديد معلومات محددة حول النجوم داخل المجرات من خلال تطبيق تأثير دوبلر ، المجرات هي مجموعات من النجوم التي تدور عادة حول بعض نقطة مركز الكتلة ، و يبدو أن الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من مثل هذه النجوم في مجرة بعيدة يتحول إلى تناقص في التردد ( تحول أحمر) إذا كان النجم يدور في عنقوده في اتجاه بعيد عن الأرض ، و من ناحية أخرى ، هناك تحول صاعد في التردد ( تحول أزرق ) للإشعاع المرئي إذا كان النجم يدور في اتجاه باتجاه الأرض.
الاستخدام الطبي لظاهرة دوبلر
– استخدام ظاهرة دوبلر في الاشعة تنتج إجراء تقييم دقيق لاتجاه تدفق الدم وسرعة الدم والأنسجة القلبية في أي نقطة عشوائية باستخدام تأثير دوبلر ، و واحدة من القيود هي أن شعاع الموجات فوق الصوتية ينبغي أن يكون موازيا لتدفق الدم قدر الإمكان ، و تسمح قياسات السرعة بتقييم مناطق صمام القلب و وظيفته ، و الاتصالات غير الطبيعية بين الجانب الأيسر و الأيمن من القلب ، و تسرب الدم خلال الصمامات (قلس الصمامي) ، و حساب الناتج القلبي ، و يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية المحسنة على النقيض باستخدام وسائط تباين مليئة بالغاز لتحسين السرعة أو القياسات الطبية الأخرى ذات الصلة بالتدفق.
– كما تستخدم قياسات سرعة تدفق الدم في مجالات أخرى من التصوير بالموجات فوق الصوتية الطبية ، مثل التصوير بالموجات فوق الصوتية للتوليد وعلم الأعصاب ، و قياس سرعة تدفق الدم في الشرايين و الأوردة على أساس تأثير دوبلر هو أداة فعالة لتشخيص مشاكل الأوعية الدموية المختلفة.
