Dopplerův jev ovlivňuje libovolné vlny, které odesílatel vysílá příjemci, jenž se vůči němu pohybuje. Projeví se proto jak u zvukových, tak i elektromagnetických vln [1]. U zvukových vln je Dopplerův jev snadno pozorovatelný sluchem. Projíždějící sanitka bude znít chodci jinak, bude-li se přibližovat nebo vzdalovat. U elektromagnetických vln to už tak snadné není.

V případě elektromagnetických vln musíme pro odvození Dopplerova jevu vycházet z relativistické mechaniky [1], protože žádná vlna se nemůže pohybovat větší rychlostí, než je rychlost světla, což komplikuje sčítání rychlostí při vzájemném pohybu odesílatele vlny a jejím příjemcem. Každopádně při správném odvození dospějeme k závěru, že pohybuje-li se zdroj elektromagnetické vlny od nás, bude frekvence vlny nižší, než kdyby byl zdroj vlny nehybný. V opačném případě (zdroj se pohybuje směrem k nám) bude frekvence vyšší. Bude-li zdroj vysílat viditelné světlo, viděli bychom, že při pohybu zdroje od nás se světlo bude jevit červenější – hovoříme o tzv. červeném posuvu. V opačném případě bude světlo modřejší – hovoříme o tzv. modrém posuvu.

Podstatným rozdílem mezi světlem a zvukovou vlnou je, že Dopplerův jev slyšíme, ale nevidíme. To si můžeme snadno ověřit na projíždějící sanitce, kde slyšíme postupně klesající tón houkačky, ale nevidíme červenající barvu majáku na střeše sanitky. Ale proč tomu tak je? Příčinu musíme hledat v rychlosti, se kterou se pohybuje světlo a zvuk. Světlo se pohybuje přibližně 300 000 km/s, zvuk pouze 0,3 km/s. To znamená, že projíždějící sanitka se pohybuje rychlostí srovnatelnou se zvukem (například 0,03 km/s, což odpovídá 108 km/h), ale nikoliv se světlem. Změna frekvence souvisí s poměrem vzájemné rychlosti odesílatele a příjemce a rychlosti vlnění, proto bude Dopplerův jev u sanitky pozorovatelný pro zvuk, ale nikoliv pro světlo. To však neznamená, že by Dopplerův jev majáku sanitky nebyl měřitelný dostatečně přesným přístrojem.

Dopplerův jev u elektromagnetického záření má mnoho využití. Například policejní radary využívají rádiových vln k měření rychlosti vozidel [2]. Radar vyšle rádiovou vlnu o známé frekvenci, která se odrazí od projíždějícího vozidla. Rychlost vozidla vůči radaru určí změnu frekvence při odrazu. Radar pak vypočítá rychlost vozidla z frekvencí původního a odraženého signálu. Například vozidlo, které se pohybuje rychlostí 100 km/h, způsobí změnu frekvence radaru pracujícího na 24 GHz (24 000 000 000 Hz) o velikosti pouhých 4480 Hz! Ale i takto nepatrná změna je dobře měřitelná.

Dalším příkladem může být červený posuv světla, které dopadá na Zemi ze vzdálených galaxií [3]. Jak ale víme, že se jedná o červený posuv? Toto světlo totiž nese charakteristické spektrální čáry atomů, které tvoří oblaka plynu obklopující vzdálené hvězdy. Když porovnáme pozice těchto spektrálních čar s měřením v laboratoři, zjistíme, že pozice všech čar jsou posunuty k nižším frekvencím, a pozorujeme tedy červený posuv. Jelikož měříme posuv červený a nikoliv modrý, můžeme usoudit, že se od nás vzdálené galaxie vzdalují. Tento závěr je naprosto průlomový! Znamená totiž, že vesmír se rozpíná, což je jedním z důsledků velkého třesku, který ohraničuje okamžik vzniku našeho vesmíru.

I přes to, že Dopplerův jev je u světla obtížné zaznamenat pouhým okem, hraje důležitou roli v mnoha běžných technologiích [4, 5] a dokonce nám umožnil zjistit průlomové objevy týkající se vzniku vesmíru.

Pro Zeptej se vědce odpovídal Vítek