
Эффект Допплера |
Те из нас, кто жил во времена, когда поезда были более распространенным средством сообщения, чем сейчас, знают, что гудок приближающегося поезда имеет более высокий тон, чем гудок поезда, неподвижного по отношению к нам. Если же поезд удаляется от нас, тон гудка будет ниже, чем был бы, если бы поезд был неподвижен по отношению к нам. Если мы ждем на платформе, а мимо нас, гудя, без остановки проносится поезд, тон его гудка внезапно понижается
Точное объяснение этому явлению дал в 1842 г. австрийский физик Христиан Иоганн Допплер (1803—1853). Начнем с того, что звук — это ряд сжатий и разрежений воздуха. Расстояние от одной области сжатия до другой — это длина звуковой волны. Чем больше длина волны, тем ниже звук, который мы слышим; чем волна короче, тем звук выше. Предположим, что паровоз неподвижен по отношению к нам и издает звук одной и той же высоты. Возникшая и нем область сжатия распространяется во все стороны, вслед за ней возникает вторая такая же область, потом третья и т. д. Эти области сжатия разделены какими-то одинаковыми расстояниями. Если же поезд и его гудок приближаются к нам, то вторая область сжатия возникает несколько ближе к нам, чем первая. Поезд продвинулся вперед вслед за убегающей первой областью сжатия, так что вторая область сжатия оказывается чуть ближе к первой, чем оказалась бы, если бы поезд не двигался То же самое происходит и с третьей областью сжатия, и с четвертой и т.д. До тех пор пока поезд приближается к нам, он движется вдогонку за звуковыми волнами, и области сжатия располагаются соответственно чаще, чем в том случае, когда поезд неподвижен. Длина звуковой волны, таким образом, оказывается меньше, и тон гудка становится выше по сравнению с гудком неподвижного поезда. Когда же поезд удаляется от нас, возникает обратная картина. Вторая область сжатия возникает дальше от нас и от первой области сжатия, третья область — еще дальше и т. д. Следовательно, длина звуковой волны удаляющегося гудка больше и тон его ниже, чем у гудка неподвижного поезда. Чем быстрее приближается к нам поезд, тем ближе друг к другу располагаются звуковые волны и тем выше тон его гудка; чем быстрее он удаляется от нас, тем дальше друг от друга звуковые волны и тем ниже тон его гудка. Зная нормальный тон гудка и тон, который мы слышим, мы можем без каких либо дополнительных данных определить, приближается ли к нам поезд или удаляется от нас и с какой скоростью Это изменение тона под влиянием движения источника звука называется в честь открывшего это явление физика эффектом Допплера. |
< Пред. |
---|
