|
Меню сайта
Статистика
|
Звуковой Эффект ДоплераЗвуковой Эффект ДоплераВы, 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.
|
ПОИСК
Block title
|
