Heli sagedusel on omadused, mis on iseloomulikud ka paljudele teistele laine abil levivatele nähtustele. See kehtib näiteks valguse või röntgenikiirguse kohta. Helisagedus on teatud füüsikaline suurus, mida iseloomustab konstantne korduste arv. Selle määrab lainete arvu ja nende esinemise ajaperioodi suhe. Näiteks heli sagedus määrab helikõrguse, mida kuuleme. Või me ei kuule, kas võnked on üle meie kuulmisvõimete piiri – infra- või ultraheli. Kui me räägime valguskiirgusest, siis olenev alt selle sagedusest ja lainepikkusest näeme spektri erinevaid värve: punasest siniseni.
Heli sagedus ja Doppleri efekt
Huvitavat nähtust, mis on seotud vaadeldava kogusega, nimetatakse Doppleri efektiks (nimetatud avastaja järgi). Seda saab vaadelda ka valguslainete näitel, kuid valguse levimise kiirus on väga suur (umbes 300 tuhat kilomeetrit sekundis) ja see muudab selle jälgimise igapäevastes tingimustes väga keeruliseks. Ja helilainete levimise kiirus on märgatav alt väiksem. Mis on siis Doppleri efekt? Kujutage ette, et olete peatee servas jakaugelt läheneb töötava sireeniga auto. Kui ta on veel kaugel, tundub sireeni mürin teile kurdina. See tähendab, et heli sagedus on madal. Kuid mida lähemale see läheneb, kasvab see üha enam.
Te kuulete üha kõrgemat helikõrgust, mis saavutab haripunkti, kui auto teist möödub. Kui objekt teist möödub ja hakkab uuesti eemalduma, väheneb heli lainepikkus taas (sõna otseses mõttes silub, kui see on graafikul kujutatud). See juhtub põhjusel, et sireeni heli jõuab kõigepe alt mingil moel masinale, mis lühendab laineharude (harjade) vahelist kaugust ja muudab tooni kõrgemaks, ja siis vastupidi, “jookseb ära”, mille tulemusena laine justkui “tasub”. Tegelikult nimetatakse seda Doppleri efektiks.
Efekti väärtus
Siiski ei tohiks eeldada, et Doppleri efekt on mingi kuiv fakt elektrodünaamika maailmast. Just neid teadmisi kasutatakse laialdaselt tänapäevastes heliradarites, mis põhinevad lainesageduste mõõtmisel. Ja samamoodi määravad liikluspolitsei ametnikud sõidukite kiiruse ja teised asjakohased teenistused määravad kindlaks lennukite kiiruse, jõgede voolud jne. Sellel põhimõttel töötavad ka ruumis liikumisele reageerivad sissemurdmisalarmid.
Edwin Hubble'i avastamine
Aga võib-olla kõige olulisem avastus selle mõjuga on Hubble'i seadus. 1929. aastal saatis USA astronoom Edwin Hubble omateleskoop tähistaevasse. Kaugeid galaktikaid vaadeldes avastas ta huvitava asja. Paljud neist galaktikatest olid kaetud punase udu haloga. Nii nagu taanduva objekti heli kostub meile kõrgemal kõrgusel, nii tundub taanduva keha värvus inimsilmale punakas. See tähendas sõna otseses mõttes, et galaktikad lendasid meist eemale. Huvitav on see, et mida kaugemal galaktika on, seda kiiremini see taandub. See tähelepanek aitas suuresti kaasa kaasaegsete astrofüüsikute seas populaarseimale ideele paisuvast universumist ja Suurest Paugust kui selle algusest.
