Опыт 28. Эффект Доплера.

1. Эффект Доплера — изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения наблюдателя (приёмника). Эффект назван в честь австрийского физика Кристиана Доплера.

    Эффект Доплера легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Предположим, сирена выдаёт какой-то определённый тон, и он не меняется. Когда машина не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт сирена. Но если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится, и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт сирена. В тот момент, когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, он услышит тот самый тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина проедет дальше и будет уже отдаляться, а не приближаться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты звуковых волн.

     Эффект Доплера объясняется просто. Допустим источник волн перемещается вправо ( рис.1),  тогда слева частота волн становится выше, а длина волны становится меньше.

   Если источник волн перемещается влево, тогда частота волн становится ниже,  а длина волны становится больше.    Другими словами, если источник волн догоняет испускаемые им волны, то длина волны уменьшается, а частота увеличивается. Если источник волн удаляется- длина волны увеличивается, а частота уменьшается.                                          

Рис.1.

2. Опыт. Прибор для демонстрации эффекта Доплера состоит из головного телефона, к которому присоединены длинные ( около 1 метра ) прочные провода. Эти провода подключаются к звуковому генератору ( рис.2).

Рис.2.

     Включим генератор звуковой частоты. Настроим его на частоту в 1 кГц. Напряжение на выходе генератора подберем таким, чтобы в головной телефон издавал громкий  звук.

  Если головной телефон заставить двигаться по окружности в плоскости перпендикулярной слушателям,                                        

то он будет то приближаться к слушателям, то удаляться от них.  Тональность звука будет также периодически меняться — повышаться или понижаться в зависимости от положения головного телефона в пространстве.

Проблема. Почему при вращении головного телефона частота звука будет изменяться.

Ответ. Частота звука, воспринимаемая слушателем , при движении источника излучения  вследствие эффекта Доплера, повышается при приближении к слушателям головного телефона и уменьшается при его удалении.