Детская энциклопедия

Меню сайта











Звуковой Эффект Доплера

Вы, наверное, замечали, как изменяется звук сирены электропоезда, когда тот проносит­ся мимо платформы, на которой вы стоите. Когда поезд приближается, тон сирены высо­кий и тревожный; когда же поезд пронесет­ся мимо, ее звук резко меняется: становится более низким, как бы успокаивающим. Сирена создает в воздухе одинаковое количество ко­лебаний и при приближении поезда, и при его удалении, скажем 100 гц. Но, прибли­жаясь к вашему уху, она как бы догоняет свой звук, а удаляясь, как бы «увозит» его с собой.

Скорость звука — 340 м/сек, скорость по­езда примем для простоты расчета в 34 м/сек. Предположим, что сирена, приближаясь к вам, гудит 1 сек, за это время она возбудит 100 коле­баний; если бы поезд не двигался, вы услыша­ли бы звук с частотой в 100 гц. Но поезд при­ближается. Допустим, что сирена начала гу­деть за 340 м до платформы. Первое из ее колебаний ваш слух уловит ровно через секун­ду. Но она гудит-то всего 1 сев, и за эту се­кунду поезд промчится 34 м. Последнее ко­лебание произойдет в 306 м от вас, и вы его услышите через

 

 т. е. через 0,9 сек. Со времени, когда вы услышали первое колебание, прошло всего 0,9 сек, так как сирена перестала гудеть, когда вы услышали ее первое колебание. Таким образом, все 100 колебаний вы воспри­няли за 0,9 сек, а частота услышанного вами звука стала

 

 т. е. 111 гц. Повторив те же рассуждения для удаляющегося поезда, мы найдем, что частота звука должна умень­шиться до 91 гц. Разница в частотах звука при приближении и при удалении поезда равна



от основной частоты — это почти два тона. У музыкального ряда. Если бы скрипач взял на промчавшемся поезде ноту ре, то, пока поезд приближается, мы слышали бы ми, а когда поезд уже удаляется — до.

Изменение частоты звука вследствие эффекта Доплера можно подсчитать по формуле:

 

где u — скорость, с которой движется источник распространяющегося звука, w — скорость звука в воздухе (340 м/сек), v0 — частота источника звука, v — слышимая частота. Знак «минус» в знаменателе относится к приближающемуся источнику звука, знак «плюс» — к удаляюще­муся. (Об эффекте Доплера см. также в ст. «Свет».)

А что будет, если источник звука летит на вас со скоростью звука или даже скорее, чем звук? Когда в небе проносится реактивный самолет, он обгоняет производимый им грохот. Сначала вы увидите летящий низко самолет, а затем уже, когда он скроется за горизонтом, до вас дойдет звук значительно более низкий, чем тот, который можно услышать на аэродроме при старте.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016