ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА
Если источник или приемник звука движется относительно среды, в которой происходит распространение звука, то частота звука
испускаемая источником, и частота
этого же звука, воспринимаемая приемником, будут отличаться друг от друга (эффект Доплера). Рассмотрим частный случай, когда вдоль
(рис. 1.65) распространяется плоская гармоническая звуковая волна. Допустим:
1) источник звука движется относительно среды со скоростью
приемник звука покоится. В этом случае за период колебаний
звуковая волна отойдет от источника (камертона) на расстояние
а сам источник сместится на
На рис. 1.65 кривые
условно изображают звуковые волны от неподвижного (а) и движущегося (б) источника. Если источник звука удаляется от приемника, как это показано на рис. 1.65, т. е. движется в направлении, обратном направлению распространения, то длина волны
если же источник звука движется к приемнику, т. е. в направлении распространения звука, то, очевидно,
Тогда частота звука, воспринимаемая приемником обоих указанных случаях, может быть представлена в виде
где
частота колебаний источника;
2) источник звука покоится, приемник движется относительно среды со скоростью
В этом случае длина волны в среде не изменяется и равна
однако две последовательные амплитуды волны дойдут до приемника не через 7 секунд, а через большее или меньшее время V в зависимости от того, удаляется или приближается приемник к источнику звука.
Рис. 1.65
За это время V звук распространится на расстояние
а приемник сместится на
Сумма этих величин должна равняться длине волны, следовательно,
Так как частота звука, воспринимаемая приемником
то
3) источник и приемник звука движутся относительно среды. Соединяя результаты, полученные для двух предыдущих случаев, получим