exponenta event banner

Доплеровский эффект для звука

Эффект Доплера - это изменение наблюдаемой частоты источника вследствие движения либо источника, либо приемника, либо того и другого. Доплеровскому эффекту способствует только компонент движения вдоль линии, соединяющей источник и приемник. Любое произвольное движение может быть заменено движением вдоль оси источник-приемник со скоростями, состоящими из проекций скоростей вдоль этой оси. Поэтому, не теряя общности, предположим, что источник и приемник перемещаются вдоль оси х и что приемник располагается дальше вдоль оси х. Источник излучает непрерывный тон частоты f0 одинаково во всех направлениях. Сначала изучите два важных случая. Первый случай - это когда источник неподвижен, а приемник движется к источнику или от него. Приемник, удаляющийся от источника, будет иметь положительную скорость. Приемник, движущийся к источнику, будет иметь отрицательную скорость. Если приемник движется к источнику, он будет чаще сталкиваться с гребнями волн, и принимаемая частота будет увеличиваться в соответствии с

f′=f0 (c vrc)

Частота увеличится, так как vr отрицательный. Если приемник удаляется от источника, то vr является положительным и частота уменьшается. Аналогичная ситуация возникает, когда источник движется, а приемник неподвижен. Тогда частота в приемнике равна

f′=f0 (cc vs)

Частота увеличивается, когда vs является положительной, когда источник движется к приемнику. Если vs отрицательный, частота уменьшается. Оба эффекта могут быть объединены в

f′=f0 (c vrc) (cc vs) = f0 (c vrc vs) = f0 (1 − vrc1 − vsc).

Существует разница в формулах Доплера для звука и электромагнитных волн. Для звука доплеровский сдвиг зависит как от скорости источника, так и от скорости приемника. Для электромагнитных волн доплеровский сдвиг зависит от разности скоростей источника и приемника.

Ссылки

[1] Халлидей, Дэвид, Р. Резник и Дж. Уокер, Основы физики, 10-й ред. Уайли, Нью-Йорк, 2013.