Правило Допплера

Явление, которое мы только что описали, было открыто 70 лет тому назад физиком Допплером и навсегда осталось связанным с именем этого ученого. Закон изменения частоты волн при приближении или удалении наблюдателя и источника называется в физике «правилом Допплера». Оно применимо не только к звуку, но и к световым явлениям, потому что свет тоже распространяется волнами. Учащение волн (воспринимаемое в случае звуковых волн как повышение тона) кажется глазу изменением цвета. Правило Допплера дает астрономам чудесную возможность не только открыть, приближается ли звезда к нам или удаляется, – но даже позволяет измерить величину этого перемещения.

Рис. 116. Задача о паровозных свистках.

Помощь астроному оказывает при этом боковое смещение темных линий, прорезывающих полосу спектра. Внимательное изучение того, в какую сторону и насколько сдвинулись эти темные линии в спектре небесного светила, позволило астрономам сделать целый ряд изумительных открытий. Так, благодаря «правилу Допплера» мы знаем теперь, что яркая звезда Сириус каждую секунду удаляется от нас на 75 верст! Эта звезда находится от нас на таком неимоверно огромном расстоянии, что удаление даже на биллионы верст не изменяет ее видимой яркости.

«С каждым годом, – говорит К. Фламмарион, – расстояние, отделяющее нас от Сириуса, увеличивается на 1.000 миллионов верст, – более чем на 2½ миллиона верст в одни сутки! А между тем за четыре тысячи лет, протекшие с тех пор, как глаза земных людей остановились на этой прекрасной звезде, она не изменила своего блеска! В эти тысячи лет наблюдения звезда прошла сотни тысяч миллионов или даже биллионы верст; разница между теперешним положением Сириуса и положением его за четыре тысячи лет до нас должна быть не менее 4 биллионов верст, – и, несмотря на такую разницу, Сириус, по‑видимому, нисколько не уменьшил своей яркости, продолжая занимать до сих пор царственное место среди всех звезд!»

Мы, вероятно, никогда не узнали бы о движении этого светила, если бы нам не помогло правило Допплера.

С поразительною наглядностью сказывается на этом примере то, что физика есть поистине всеобъемлющая наука. Открыв закон для звуковых волн, достигающих в длину нескольких аршин или сажень, она уверенно применяет его к невообразимо маленьким световым волнам, длиною всего в несколько десятитысячных долей миллиметра, – и затем с необычайною точностью пользуется этим знанием, чтобы измерять грандиозные движения гигантских солнц.