Efekt Dopplera

Omówimy teraz zjawisko, które ma miejsce wtedy, gdy źródło dźwięku porusza się względem obserwatora z prędkością u. Interesującym jest ustalić, co wtedy rejestruje obserwator 01, do którego źródło się zbliża, a co rejestruje obserwator 02, od którego źródło się oddala. Niech prędkość dźwięku w powietrzu jest v.

Gdy źródło dźwięku jest nieruchome, to częstotliwość fali jest fo (czyli taka, jak częstotliwość drgań źródła), a jej długość o. Z taką samą częstotliwością fo wpadają do ucha obserwatora 0 kolejne czoła fal. Częstotliwość fo, rejestrowana przez nieruchomego obserwatora jest taka, jak częstotliwość drgań źródła dźwięku f1.

Gdy źródło dźwięku zbliża się z prędkością u do obserwatora 01, to długość fali jest teraz 1 (jest równa o pomniejszonej o uT1, czyli o drogę przebytą przez źródło), a jej częstotliwość f1. Z przekształceń pod rysunkiem wynika, że: częstotliwość f1, rejestrowana przez obserwatora nieruchomego, do którego źródło się zbliża, jest większa niż częstotliwość drgań źródła fo.

Gdy źródło dźwięku oddala się z prędkością u do obserwatora 02, to długość fali jest teraz 2 (jest równa o powiększonej o uT1, czyli o drogę przebytą przez źródło), a jej częstotliwość f2. Z przekształceń pod rysunkiem wynika, że: częstotliwość f2, rejestrowana przez obserwatora nieruchomego, od którego źródło się oddala, jest mniejsza niż częstotliwość drgań źródła fo.

Takie same wyniki otrzymamy, gdy obserwator zbliża się do źródła dźwięku lub od niego oddala. Zwiększenie i zmniejszenie częstotliwości dźwięku rejestrowanego przez obserwatora zaobserwujemy również wtedy, gdy źródło dźwięku i obserwator poruszają się zbliżając się do sobie lub oddalając.

Efekt Dopplera można zaobserwować słuchając na ulicy pojazdu jadącego na sygnale. W momencie mijania nas wysokość dźwięku gwałtownie zmniejsza się.