Когда свистящий локомотив проходит мимо станции, все находящиеся на перроне чувствуют, что во время приближения локомотива звук становится более высоким. Пока поезд проходит небольшой отрезок пути мимо вокзала, частота звука почти не меняется, но во время удаления поезда звук становится более низким.
Когда свистящий локомотив проходит мимо станции, все находящиеся на перроне чувствуют, что во время приближения локомотива звук становится более высоким. Пока поезд проходит небольшой отрезок пути мимо вокзала, частота звука почти не меняется, но во время удаления поезда звук становится более низким.
Движение локомотива способствует увеличению энергии волн, распространяющихся в том же направлении, в котором движется поезд. Напротив, энергия волн, движущихся в противоположном направлении, уменьшается. Это явление — общее для всех колебаний при любой частоте. И, в частности, оно объясняет расширение линий спектра, а также смещение к красному цвету спектральных линий, т. е. понижение частоты света, испускаемого звездами нашей Вселенной.
Рис. 5.15 иллюстрирует указанное явление. Средний путь между излучателем Е и приемником R (в данном случае отличном от излучателя) равен L. Волны, отраженные объектом С, находящимся в положении 1 по пути А В, приходят в точку R со сдвигом фаз относительно волн, которые прямо идут из точки Е по пути L. Сдвиг фаз, выраженный в долях периода волны, равен разности путей (.АВ—L), деленной на длину волны. Он меняется в зависимости от времени, по мере того как объект С переходит из положения 1 В положение 2, а затем в положение 3.
Допплеровский сдвиг, или изменение частоты покоя v, т. е. частоты, соответствующей неподвижному объекту С, характеризует изменение во времени сдвига фаз. Это изменение равно нулю, как было указано выше в примере прохождения поезда мимо вокзала или когда самолет находится в зените, значит где V — относительная скорость движущегося тела, а С — скорость света или звука.