Efekt Dopplera

Z efektem Dopplera spotkałeś się na pewno wiele razy słysząc np. karetkę jadącą na sygnale niedaleko ciebie albo jak samolot podczas lądowania. Gdy karetka zbliża się do odbiorcy to ma się wrażenie jakby jej dźwięk pojawiał się z coraz większą częstotliwością, natomiast jak już nas mija to na odwrót. 

Gdy źródło albo odbiorca zbliżają się do siebie to następuje zmiana tonu dźwięku lub inaczej mówiąc - zmiana częstotliwości. Jeśli źródło albo odbiorca zbliżają się do siebie to kolejne fale na czole (na przodzie samochodu) mają coraz mniejszą odległość do pokonania, a więc robią to coraz szybciej co przekłada się na zagęszczenie fal, a w praktyce przekłada się to na zwiększenie częstotliwości. Analogicznie jest w drugim przypadku, gdy źródło się oddala wówczas fale mają coraz większą drogę do pokonania. Dźwięk potrzebuje coraz więcej czasu na pokonanie drogi co odbiorca może odbierać jako zmienię częstotliwości.

Jak już wiemy o co chodzi w tym zjawisku to następnie przejdźmy do opisu matematycznego:) Zacznijmy od rysunku. Na rysunku na żółto narysowałem źródło natomiast niebieska kropka to odbiornik, który się zbliża do źródła.

Jak pewnie zauważyłeś w tym efekcie chodzi przede wszystkim o częstotliwość. Dlatego warto napisać wzór na częstotliwość

Teraz przeanalizujemy sytuację gdy odbiornik będzie zbliżał się do źródła. Z jaką częstotliwością będzie słyszał zbliżające się do niego fale?

To jest akurat proste! Wystarczy w liczniku gdzie mamy szybkość, dodać jeszcze szybkość zbliżającego się odbiornika. Jeśli natomiast chodzi o długość fali z mianownika to można ją łatwo obliczyć dzieląc częstotliwość dźwięku przez szybkość przemieszczającej się fali. Jeśli mamy do czynienia z falą dźwiękową to jej szybkość jest równa mniej więcej 340m/s.

W sytuacji, gdy odbiornik będzie się oddalał od źródła wówczas szybkości trzeba od siebie odjąć bo, fale będą wolniej docierały do odbiornika.

Musisz pamiętać, że gdy odbiornik się przybliża do źródła to musi między szybkościami być dodawanie, natomiast gdy się oddala - odejmowanie.

Jeśli interesuje Cię ta tematyka i szukasz więcej zadań tego typu to zapraszam do mojego kursu online z fal i akustyki.

Oprócz tego to zagadnienie nagrałem i zamieściłem na moim kanale YouTube. Link poniżej.

https://www.youtube.com/watch?v=L7P3Fca6pk0