Калькулятор эффекта Доплера
Слышимая частота при движении источника или наблюдателя.
Заполните поля — результат появится здесь автоматически.
Рассчитайте классический сдвиг частоты для движения вдоль линии источник–наблюдатель в покоящейся среде. Обе скорости задаются относительно среды: положительное число означает движение навстречу другой стороне. Источник здесь дозвуковой по модулю, а удаляющийся наблюдатель должен двигаться медленнее приходящей волны. Для света и произвольной траектории прохождения мимо нужна другая постановка.
Как считается
Формула и логика
f′ = f · (c + v_набл) / (c − v_ист).
Пример
Сирена 440 Гц, приближающаяся со скоростью 20 м/с, слышна как 467,24 Гц.
Поля и единицы
- Частота источника — Гц
- Скорость источника навстречу — м/с
- Скорость наблюдателя навстречу — м/с
- Скорость волны в среде — м/с
Как пользоваться
- — Скорость навстречу — положительная, прочь — отрицательная. Так одно поле заменяет выбор между приближением и удалением.
- — Движение наблюдателя и движение источника входят в формулу по-разному, поэтому поля раздельные.
- — Используйте скорость волны именно в выбранной среде и её условиях. Значение 343 м/с — пример для воздуха, а не универсальная постоянная.
Методика и ограничения
- Методика расчёта
- Формула и логика
- Источник данных или нормы
- OpenStax: звуковой эффект Доплера в среде
- Ограничение
- Одномерная классическая волна в покоящейся среде; |vист|<c и vнабл>−c. Не релятивистский Доплер и не расчёт отражённого сигнала радара.
FAQ
Почему тон падает именно при проезде?
При сближении вдоль одной линии частота выше, при удалении — ниже. При проезде на ненулевом расстоянии направление к наблюдателю меняется плавно, поэтому и доплеровский сдвиг обычно меняется плавно. Идеальный скачок относится к модели прямолинейного прохождения через точку наблюдения; этот калькулятор задаёт мгновенные продольные скорости.
Почему у источника и наблюдателя разные формулы?
Движение наблюдателя меняет скорость, с которой он встречает волны, и стоит в числителе. Движение источника меняет саму длину волны в среде и стоит в знаменателе. При малых скоростях разница незаметна, при больших — существенна.
Что происходит на скорости волны?
Знаменатель обращается в нуль, и формула перестаёт что-либо описывать. Физически волны не успевают уйти от источника и складываются в ударный фронт — расчёт такие данные отвергает.
Годится ли это для света?
Для света эта формула не используется: она различает движение относительно материальной среды. Нужен релятивистский эффект Доплера с явно заданной геометрией. Ультразвук или радар с отражением также требуют учёта обратного пути сигнала.