2025年11月30日日曜日

ドップラー効果ってなに?サイレンの音が変わる秘密を教えます!

 ハイどうも✋ミスタートーゲです✋

今回なんですけど、物理の「ドップラー効果」の記事を書いていこうと思います。

みなさん、街で救急車のサイレン聞いたことありますよね?
近づいてくると「ピーポーピーポー」って高く聞こえて、遠ざかると「ピーボー、ピーボー」って低くなるアレです。

これ、ただの「気のせい」じゃないんです。

ちゃんとした物理現象の名前がついてて、それがドップラー効果っていいます。

覚えておきましょう、カッコいい名前だと思いませんか?

1. ドップラー効果の基本

音って波なんですよ。だから、音源が動くと波の間隔(波長)が変わります。

  • 音源が近づくと波がギュッと縮まって音が高くなる
  • 音源が遠ざかると波がビロビロビローンと伸びて音が低くなる

つまり、サイレンの音の高さは、音源の動きに応じて変化するってわけです。

2. 観測者が動く場合

面白いのは、音源は止まってても、自分(観測者)が動くだけでも音が変わるってこと。

例えば、自転車でサイレンに向かって走ると、音がいつもより高く聞こえるんです。逆に遠ざかると低くなります。日常の移動で意外と体感できる現象なんですよ。

3. ちょっと数式で遊んでみる

「数学はちょっと…」って思う人もいるかもしれないけど、式はシンプルです:

音源が動く場合:

f' = f × v/(v ∓ vs)

観測者が動く場合:

f' = f × (v ± vo)/v

記号はこうだ:

  • f:元の音の周波数
  • f':聞こえる音の周波数
  • v:音速(空気中ならだいたい340 m/s)
  • vs:音源の速度
  • vo:観測者の速度

「式が出た!」って思いました?心配しないでください、まずは近づくと高く、遠ざかると低くなるだけ覚えとけばOKです!

4. 光でも同じ現象が起きる

驚きなのは光でもドップラー効果があるってこと。

宇宙の星や銀河が遠ざかっていると光が赤く見える「赤方偏移」、近づくと青く見える「青方偏移」になります。天文学者はこれで宇宙の膨張を調べてるんです。すごいですよね?

まとめ

  • ドップラー効果は、音源や観測者が動くことで波の周波数が変わる現象
  • 近づくと高く、遠ざかると低くなる
  • 音だけでなく光にも応用できる

次に救急車を見たとき、ちょっと耳を澄まして音の変化を観察してみてください。

あ、「うるさいなぁ」って思っても物理の授業だと思えば許されるぞ(笑)。



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