Lydens frekvens har karakteristika, der også er karakteristiske for en række andre fænomener, der forplanter sig ved hjælp af en bølge. Dette gælder for eksempel for lys eller røntgenstråler. Lydfrekvens er en bestemt fysisk størrelse, som er karakteriseret ved et konstant antal gentagelser. Det bestemmes af forholdet mellem antallet af bølger og det tidsrum, hvor de opstår. For eksempel bestemmer frekvensen af en lyd den tonehøjde, vi hører. Eller vi hører ikke, om vibrationerne er over grænsen for vores auditive evner – infra- eller ultralyd. Hvis vi taler om lysstråling, så ser vi afhængigt af dens frekvens og bølgelængde forskellige farver i spektret: fra rød til blå.
Lydfrekvens og Doppler-effekt
Et interessant fænomen i forbindelse med den betragtede mængde kaldes Doppler-effekten (opkaldt efter opdageren). Det kan også observeres ved hjælp af lysbølger som eksempel, men lysets udbredelseshastighed er meget høj (ca. 300 tusinde kilometer i sekundet), og det gør det meget vanskeligt at observere det i hverdagsforhold. Og lydbølgernes udbredelseshastighed er mærkbart lavere. Så hvad er Doppler-effekten? Forestil dig, at du er på siden af en hovedvej ogen bil med en fungerende sirene nærmer sig langvejs fra. Når han stadig er langt væk, vil sirenens brøl virke døv for dig. Det betyder, at lydfrekvensen er lav. Men efterhånden som den kommer tættere på, vil den vokse mere og mere.
Du vil være i stand til at høre en højere og højere tonehøjde, som vil toppe, når bilen passerer dig. Når objektet passerer dig og begynder at bevæge sig væk igen, vil lydens bølgelængde igen falde (bogstaveligt t alt, glatte ud, hvis det er afbildet på en graf). Dette sker af den grund, at lyden af sirenen først på en eller anden måde "fanges op" af maskinen, hvilket forkorter afstanden mellem bølgedalene og gør tonen højere, og så tværtimod. "løber væk", hvorved bølgen så at sige "udjævner". Faktisk kaldes dette Doppler-effekten.
Effektværdi
Man skal dog ikke antage, at Doppler-effekten er et tørt faktum fra elektrodynamikkens verden. Det er denne viden, der er meget brugt i moderne lydradarer, som er baseret på måling af bølgefrekvenser. Og på samme måde bestemmer trafikpolitibetjente køretøjernes hastighed, og andre relevante tjenester bestemmer flyets hastighed, flodstrømme osv. Tyverialarmer, der reagerer på bevægelser i rummet, fungerer også efter dette princip.
Opdagelse af Edwin Hubble
Men den måske mest betydningsfulde opdagelse i forbindelse med denne effekt er Hubble-loven. Tilbage i 1929 sendte den amerikanske astronom Edwin Hubble sitteleskop ind i stjernehimlen. Ved at observere fjerne galakser opdagede han en interessant ting. Mange af disse galakser var indhyllet i en glorie af rød dis. Ligesom lyden af en vigende genstand høres for os i en højere tonehøjde, således forekommer farven på en vigende krop rødlig for det menneskelige øje. Det betød bogstaveligt t alt, at galakserne fløj væk fra os. Interessant nok, jo længere væk en galakse er, jo hurtigere trækker den sig tilbage. Denne observation bidrog i høj grad til den mest populære idé blandt moderne astrofysikere om det ekspanderende univers og Big Bang som dets begyndelse.
