Dopplerův jev

Jak to funguje

Zdroj vysílá vlnoplochy, které se šíří vzduchem rychlostí zvuku c = 343 m/s, každá ze svého místa vzniku. Pohybující se zdroj své vlnoplochy dohání, takže před ním jsou blíž u sebe a pozorovatel slyší vyšší frekvenci; za ním jsou dál od sebe a tón je nižší. Pohybuje-li se pozorovatel, potkává vlnoplochy častěji, nebo méně často. Rozhoduje jen složka rychlosti ve směru, kterým zvuk k pozorovateli přichází.

f′ = f₀ · (c − n·vₒ) / (c − n·vₛ)zdroj míří přímo k vám: f′ = f₀ · c / (c − vₛ)

Vyzkoušejte si

1. Zvolte „Průjezd sanitky“ (160 m/s, 600 Hz). Dlouho před průjezdem se přijímaný tón blíží 600 · 343 / 183 ≈ 1125 Hz, dlouho po něm asi 409 Hz.
2. Zvolte „Pomalejší průjezd“ (30 m/s, asi 108 km/h). Během časové osy klesne tón jen z 638 na 571 Hz.
3. Klikněte na „Blízko silnice“ (35 m). Změna tónu proběhne rychleji, protože směr ke zdroji se při průjezdu otočí na kratším úseku.
4. Zvolte „Pohyblivý pozorovatel“: zdroj stojí a pozorovatel jede kolem něj rychlostí 60 m/s. Tón klesne z 690 na 510 Hz; ve velké dálce by to bylo 705 a 495 Hz. Zdroj jedoucí stejnou rychlostí by dal 727 a 511 Hz – pohyb zdroje a pozorovatele není záměnný.

Co model zjednodušuje

Zdroj i pozorovatel se pohybují rovnoměrně v klidném vzduchu, bez větru, odrazů a útlumu se vzdáleností. Rychlosti zdroje až 240 m/s jsou pro názornost nadsazené, ale stále menší než rychlost zvuku, takže nevzniká rázová vlna. Kružnice jsou značky každé 200. periody, ne skutečná vlnová délka.

Související experimenty

• Zvukové vlny
• Vlnění a interference
• Fourierovy řady