Doppler-effektus másolata
Talán már tapasztaltad, hogy a melletted elhaladó személygépkocsi hangja megváltozik az elhaladás pillanatában. Míg közelít, magasabb hangot érzékelünk, távolodáskor a hallott hang mélyebbé válik. Ezt megfigyelheted az alábbi videón is.
Mit látunk az interaktív alkalmazáson?
A felső részen látható a megfigyelő és a hullámforrás pozíciója és sebessége, valamint a keletkező hullámfrontok. A bal alsó sarokban olvasható a jelenleg észlelt frekvencia (fm). Ha valamelyik sebességvektor nagyobb a hullám sebességénél, piros színűvé változik. Az alsó részen a frekvencia-idő grafikon található, rajta egy ponttal, ami a jelenleg észlelt frekvenciát jelöli. A vízszintes tengelyen lévő piros pont az eltelt időt jelöli.
Útmutató az interaktív alkalmazás használatához
- A „c” feliratú csúszkával a hullám terjedési sebességét állíthatjuk (1–1000 ).
- Az „f0” feliratú csúszka a kibocsátott hang frekvenciáját szabályozza (1–10 ).
- Az „n” feliratú csúszka a megjelenített hullámfrontok számát állíthatjuk (10–100). Ha az animáció akadozik, megpróbálhatjuk lejjebb venni ezt az értéket. Ugyanakkor magas frekvencia esetén több hullámfrontra lehet szükség.
- „Az animáció sebessége” felirat alatti csúszkával az animáció sebessége állítható a kívánt értékre.
/
gomb elindítja, illetve szünetelteti az animációt.
Az 
gomb visszaállítja az animációt az eredeti állapotba.
Az „Egy vonalra” feliratú gomb megnyomásakor a hullámforrás, a megfigyelő, valamint ezek sebességei a középen lévő szürke egyenesre kerülnek, merőleges vetítéssel. Fontos, hogy miután elindítottuk az animációt, nem leszünk képesek a sebességet vagy kezdeti pozíciót módosítani, amíg nem állítottuk alaphelyzetbe az animációt a gombbal.1. feladat
Vizsgáld meg, hogy mit tapasztal a nyugvó megfigyelő, ha a hullámforrás közelít felé, majd elhalad mellette, később távolodik tőle! a) Állítsd be a megfigyelő sebességét nullára, a mozgó hullámforrásét ne változtasd! b) Indítsd el az animációt, és vizsgáld meg, mi történik az észlelt frekvenciával, ha a hullámforrás elhalad a megfigyelő mellett! c) Növeld meg a megfigyelő mozgási sebességét olyan nagyra, hogy az meghaladja a kibocsátott hullám terjedési sebességét! Mit tapasztalsz?
2. feladat
Vizsgáld meg, hogy mit tapasztal a mozgó megfigyelő, ha a hullámforrás felé közelít, majd elhalad mellette, később távolodik tőle! a) Állítsd be a hullámforrás sebességét nullára, a megfigyelőt hozd mozgásba! b) Indítsd el az animációt, és vizsgáld meg, mi történik az észlelt frekvenciával, ha a megfigyelő a hullámforrás mellett elhalad!
c) Mi történik, ha mind a hullámforrás és a megfigyelő is mozog?Kapcsolódó érdekességek
Christian Johann Doppler (1803–1853) osztrák fizikus 1842-ben megjelent munkájában írta le a később róla elnevezett jelenséget. Doppler Prágában, Selmecbányán és Bécsben tanított. A Miskolci Egyetemen szobra van, mivel ez az intézmény a selmeci akadémiát jogelődjének tartja.