Эффект Доплера в акустике

Эффект Доплера — изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемой наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения наблюдателя (приёмника). Эффект назван в честь австрийского физика Кристиана Доплера.

Эффект Доплера легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Предположим, сирена выдаёт какой-то определённый тон, и он не меняется. Когда машина не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт сирена. Но если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится, и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт сирена. В тот момент, когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, он услышит тот самый тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина проедет дальше и будет уже отдаляться, а не приближаться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты звуковых волн.

Эффект Доплера

Анимация, иллюстрирующая, как эффект Доплера заставляет двигатель автомобиля или сирену звучать выше по высоте, когда он приближается, чем когда он отступает. Розовые круги представляют звуковые волны.

Эффект Доплера в акустике описывается следующими уравнениями:

Для изменения частоты:

Наблюдаемая частота

Для изменения длины волны:

Наблюдаемая длина волны

Если источник приближается, скорость источника v' берется с минусом, а если удаляется, то с плюсом.

v — скорость звука в воздухе; по умолчанию берется скорость звука в воздухе, рассчитанная для температуры 20°C.

Онлайн калькулятор рассчитывает наблюдаемую частоту и длину волны источника звука при движении источника относительно наблюдателя.

Поделиться страницей в социальных сетях: