Äänen taajuudella on ominaisuuksia, jotka ovat ominaisia myös useille muille aallon avulla eteneville ilmiöille. Tämä koskee esimerkiksi valoa tai röntgensäteitä. Äänitaajuus on tietty fysikaalinen suure, jolle on ominaista jatkuva määrä toistoja. Se määräytyy a altojen lukumäärän suhteesta ajanjaksoon, jonka aikana ne esiintyvät. Esimerkiksi äänen taajuus määrää kuulemamme äänenkorkeuden. Tai emme kuule, ovatko värähtelyt kuulokykymme - infra- tai ultraäänen - rajan ulkopuolella. Jos puhumme valosäteilystä, niin sen taajuudesta ja aallonpituudesta riippuen näemme spektrin erilaisia värejä: punaisesta siniseen.
Äänitaajuus ja Doppler-efekti
Mielenkiintoinen ilmiö, joka liittyy tarkasteltavana olevaan suureen, on nimeltään Doppler-ilmiö (nimetty löytäjän mukaan). Se voidaan havaita myös esimerkkinä valoa altojen avulla, mutta valon etenemisnopeus on erittäin suuri (noin 300 tuhatta kilometriä sekunnissa), mikä vaikeuttaa sen tarkkailua arkiolosuhteissa. Ja äänia altojen etenemisnopeus on huomattavasti pienempi. Joten mikä on Doppler-ilmiö? Kuvittele, että olet päätien varrella jatoimivalla sireenillä varustettu auto lähestyy kaukaa. Kun hän on vielä kaukana, sireenin ulvominen tuntuu kuurolta. Tämä tarkoittaa, että äänen taajuus on alhainen. Mutta kun se tulee lähemmäksi, se kasvaa enemmän ja enemmän.
Kuulette yhä korkeamman äänenvoimakkuuden, joka on huipussaan, kun auto ohittaa sinut. Kun esine ohittaa sinut ja alkaa taas liikkua poispäin, äänen aallonpituus taas pienenee (kirjaimellisesti tasoittuu, jos se on kuvattu kaaviossa). Tämä tapahtuu siitä syystä, että sireenin äänen ensin jollakin tavalla "kiinni" kone, mikä lyhentää aallon kourujen (harjanteiden) välistä etäisyyttä ja nostaa äänenvoimakkuutta, ja sitten päinvastoin "juoksee karkuun", minkä seurauksena a alto ikään kuin "tasoittaa". Itse asiassa tätä kutsutaan Doppler-ilmiöksi.
Tehosteen arvo
Ei kuitenkaan pidä olettaa, että Doppler-ilmiö on kuiva tosiasia sähködynamiikan maailmasta. Juuri tätä tietoa käytetään laajasti nykyaikaisissa äänitutkissa, jotka perustuvat a altotaajuuksien mittaamiseen. Ja samalla tavalla liikennepoliisit määrittävät ajoneuvojen nopeuden ja muut asiaankuuluvat palvelut määrittävät lentokoneiden nopeuden, jokien virtaukset jne. Myös huoneessa tapahtuviin liikkeisiin reagoivat murtohälyttimet toimivat tällä periaatteella.
Edwin Hubblen löytö
Mutta ehkä merkittävin tähän vaikutukseen liittyvä löytö on Hubblen laki. Vuonna 1929 yhdysv altalainen tähtitieteilijä Edwin Hubble lähetti omansateleskooppi tähtitaivaalle. Tarkkailemalla kaukaisia galakseja hän löysi mielenkiintoisen asian. Monet näistä galakseista olivat punaisen sumun sädekehän peitossa. Aivan kuten väistyvän esineen ääni kuuluu meille korkeammalla äänenvoimakkuudella, niin myös poistuvan ruumiin väri näyttää punertav alta ihmissilmälle. Tämä tarkoitti kirjaimellisesti, että galaksit lensivät pois meistä. Mielenkiintoista on, että mitä kauempana galaksi on, sitä nopeammin se väistyy. Tämä havainto vaikutti suuresti nykyaikaisten astrofyysikkojen suosituimpaan ajatukseen laajentuvasta maailmankaikkeudesta ja alkuräjähdyksestä sen alkuna.
