Doppleri efekti simulaator

Vaata, kuidas allika ja vaatleja vaheline suhteline liikumine muudab tajutavat sagedust.

Interaktiivse simulatsiooni laadimine...

Lainerinde kompressioon ja sageduse nihkumine 🖖

Doppleri efekt kirjeldab laine sageduse muutust, kui laineallikas ja vaatleja liiguvad üksteise suhtes. Allika lähenemisel surutakse järjestikused lainerinded kokku, lühendades lainepikkust ja suurendades näivat sagedust: f' = f * (v + v_o) / (v - v_s). See tõstab helilainete kõrgust või nihutab valguse spektri sinist värvi poole.

Miks sireen mööda sõites langeb 🖖

Levinud üllatus: ühtlase kiirusega lähenev kiirabiauto heli ei muutu järjest kõrgemaks, vaid püsib ühel kõrgel muutumatul toonil ja hüppab madalamale muutumatule toonile just sel hetkel, kui auto sinust mööda sõidab. Helikõrgus muutub ainult seetõttu, et liikumise suund sinu suhtes pöördub "sinu poole" pealt "sinust eemale". Sea allika kiirus ja vajuta käivita: eesmise vaatleja näit püsib lähenedes muutumatuna ja langeb möödumisel järsult.

Heli Doppler paljastab, kes tegelikult liigub 🖖

Heli puhul ei ole liikuv allikas ja liikuv vaatleja samaväärsed, isegi kui lähenemiskiirus on sama. Paigalseisvale kuulajale 34.3 m/s kiirusega lähenev allikas tõstab 440 Hz väärtuseni f·343/308.7 ≈ 489 Hz; paigalseisvale allikale sama 34.3 m/s kiirusega lähenev kuulaja kuuleb aga vaid f·377.3/343 ≈ 484 Hz. Õhk on eelistatud taustsüsteem, seega heli Doppleri efekt reedab salaja, kes liigub keskkonna suhtes — midagi, mida valguse Doppleri efekt ilma keskkonnata kunagi ei suuda.

Näiteülesanded

  • Kiirabi - Kiirabi sireen kiirusel 30 m/s
  • Rong - Rongi vile liikuva vaatlejaga
  • Ülehelikiirus - Ülehelikiirus: Mach > 1, löökkoonus
  • Punanihe - Kosmoloogilise punanihke analoogia