빛의 경우에는 보통의 파동과 달리 광원이 다가오는 것과 관측자가 다가오는 것은 서로 입장이 같다.

빛은 다른 파동과 달리 그 파동이 실려가는 매질이 없습니다. 따라서 앞에서 살펴본 음파 등 보통의 파동과는 달리 도플러 효과도 다른 방법으로 설명해야 합니다. 매질이라는 절대적인 계가 필요 없으므로 서로의 상대적인 운동만이 그 효과를 말하는 유일한 변수가 됩니다.

오른편 그림은 파를 발생하는 파원이 관측자에 대하여 속도 u 로 이동하고 있는 것을 파원과 관측자의 입장에서 각각 보여주고 있습니다. 위 그림은 관측자 입장에서 본 상황으로, 파원의 시계에 의한 주기 τ0 로 파를 발생하고 있다. 파의 + 피크를 붉은 색으로, 파의 - 피크를 푸른 색으로 나타내었습니다. 이 주기는 관측자 입장에서는 시간팽창이 되어 τ0γ 로 됩니다. 이때 관측자가 측정하는 주기를 계산해 보죠.

마지막 펄스는 L-uτ0γ 거리를 달려서 관측자의 수신기에 파가 도달합니다. 파원의 시계가 0일때 관측자의 시계를 동시에 0으로 일치시키도록 합시다. 그러면 0초에 발사된 파는 t1 시간에, 다음 주기에 발사된 파는 t2 에 도달한다면 이들의 값은 다음과 같을 것입니다.

이 두 시간간격이 바로 관측자의 측정기에서 관측하게 되는 주기로서 다음과 같습니다.


[그림 크게보기] [자세한내용1] [자세한내용2]