Калькулятор ефекту Доплера
Чутна частота під час руху джерела або спостерігача.
Заповніть поля, і результат автоматично зʼявиться тут.
Розрахуйте класичний зсув частоти для руху вздовж лінії джерело–спостерігач у нерухомому середовищі. Обидві швидкості задані відносно середовища: додатне число спрямоване назустріч іншій стороні. Джерело тут дозвукове за модулем, а спостерігач має віддалятися повільніше від хвилі, що приходить. Для світла й довільної траєкторії проїзду потрібна інша модель.
Як працює
Формула і логіка
Частота, яку чує спостерігач, рахується як f′ = f · (c + v_спост) / (c − v_джер), де c — швидкість звуку в середовищі. Рух джерела і рух спостерігача входять по-різному: перший змінює довжину хвилі, другий — швидкість зустрічі з нею.
Приклад
Сирена 440 Гц, що наближається зі швидкістю 20 м/с, чується як 467,24 Гц. Після проїзду повз та сама сирена звучатиме як 415,8 Гц.
Поля й одиниці
- Частота джерела — Гц
- Швидкість джерела назустріч — м/с
- Швидкість спостерігача назустріч — м/с
- Швидкість хвилі в середовищі — м/с
Як користуватися
- — Введіть частоту джерела.
- — Введіть швидкість джерела: додатна означає наближення.
- — За потреби задайте швидкість спостерігача та швидкість хвилі в середовищі.
- — Беріть швидкість хвилі для реального середовища та його умов. 343 м/с — приклад для повітря, а не універсальна стала.
Методика та обмеження
- Методика розрахунку
- Формула і логіка
- Джерело даних або норми
- OpenStax: звуковий ефект Доплера в середовищі
- Обмеження
- Одновимірна класична хвиля в нерухомому середовищі; |vджер|<c та vспост>−c. Не релятивістський Доплер і не розрахунок відбитого радарного сигналу.
FAQ
Чому рух джерела й спостерігача входять по-різному?
Бо джерело, рухаючись, змінює саму довжину хвилі в середовищі, а спостерігач лише швидше або повільніше зустрічає готові хвилі. Для звуку ця різниця принципова — середовище виділене.
Чому тон різко змінюється саме в момент проїзду?
Наближення вздовж однієї лінії підвищує частоту, віддалення знижує. При проїзді на ненульовій відстані напрямок до спостерігача змінюється плавно, тому зсув зазвичай також плавний. Ідеальний стрибок належить одновимірному проходженню через точку спостереження; тут задані миттєві поздовжні швидкості.
Чи працює ефект Доплера для світла?
Для світла цю формулу не застосовують: вона розрізняє рух відносно матеріального середовища. Потрібен релятивістський Доплер із заданою геометрією. Відбитий ультразвук або радар також потребують урахування зворотного шляху сигналу.
Де ефект Доплера застосовують на практиці?
У радарах швидкості, метеорології, ультразвуковій діагностиці кровотоку та в астрономії. Скрізь вимірюють саме зсув частоти, а з нього виводять швидкість.