Физика > Перемещение наблюдателя
Изучите эффект Доплера при перемещении наблюдателя – как меняется восприятие звука человеком: скорость звука и наблюдателя, частота волны, угол наблюдения.
Эффект Доплера – кажущаяся перемена в частоте волны, образующаяся, если наблюдатель и источник волны перемещаются относительно друг друга.
Задача обучения
- Вычислить параметры, которые нужны для расчета воспринимаемой наблюдателем частоты.
Основные пункты
- Когда движущееся тело перемещается к другому, то частота растет, так как время между последовательными звуковыми волнами уменьшается. Поэтому тон выше.
- Если движение происходит от объекта, то частота уменьшается, потому что время между последовательными волнами растет. Тон уменьшается.
- Если объекты не расположены на прямом пути друг к другу, то нужно учитывать угол между ними. Это уравнение следует заменить на скорость перемещения. Угол должен формироваться от линии видимости наблюдателя к источнику звука: vradial = v ∗ cosθ.
Термин
- Эффект Доплера – видимое изменение частоты, когда наблюдатель и источник перемещаются относительно друг друга.
Давайте объясним эффект Доплера простыми словами для звуковых волн. Если наблюдатель движется к звуковому источнику, то каждая следующая волна встречается раньше предыдущей. Поэтому понадобится меньше времени, чтобы услышать следующую. Время между волнами сокращается, а частота растет. Если же мы отойдем от источника, то часто и тон уменьшается. По перемене в частоте можно определить перемещение наблюдателя и источника.
Если наблюдатель не приближается к источнику, то в расчетах нужно будет учесть угол межу ними. Для этого нужно знать:
- исходную частоту звуковой волны (f0).
- скорость наблюдателя (vr).
- скорость звука в воздухе или среде (c).
- угол прямой видимости от наблюдателя к звуковому источнику (θ).
Звуковые волны производятся источником с одинаковой частотой, но воспринимаются по-разному. Для воспринимаемой частоты используют уравнение:
а для
Если наблюдатель приближается к источнику, то ставим плюс перед скоростью. Если же наблюдатель отдаляется, то минус.
Раздел Физика |
|||||
Введение | |||||
Интенсивность звука и уровень звука | |||||
Эффект Допплера и звуковые стрелы | |||||
Взаимодействие со звуковыми волнами | |||||
Дальнейшие темы |