วันศุกร์ที่ 6 มกราคม พ.ศ. 2555

ปรากฎการณ์ดอปเปอร์

ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ “ Doppler Effect”

เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการรับคลื่นของผู้ฟังหรือผู้สังเกตุ อันเนื่องมาจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์กันของแหล่งกำเนิดคลื่นหรือการเคลื่อนที่ของผู้ฟัง “ความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างผู้ฟังกับแหล่งกำเนิดไม่เท่ากับศูนย์”

ความเร็วสัมพัทธ์ คือ ความเร็วเปรียบเทียบระหว่างความเร็ว 2 ความเร็ว ความเร็วหนึ่งเป็นความเร็วของสิ่งที่ต้องการสังเกต และอีกความเร็วหนึ่งเป็นความเร็วของผู้สังเกต

ตัวอย่างการหาความเร็วสัมพัทธ์ เมื่อผู้สังเกตมีความเร็ว และสิ่งที่ถูกสังเกตมีความเร็ว เคลื่อนที่อยู่ในแนวเส้นตรง การหาความเร็วสัมพัทธ์ให้กลับทิศความเร็วของผู้สังเกต แล้วนำไปบวกกับความเร็วของสิ่งที่ถูกสังเกต เช่น

1. และ เคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน ความเร็วสัมพัทธ์ที่ได้ คือ

2. และ เคลื่อนที่สวนทางกัน ความเร็วสัมพัทธ์ที่ได้ คือ

*** รูป แสดงว่า ถ้าไม่มีการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดและผู้สังเกตก็จะไม่มีปรากฎการณ์ดอปเปลอร์

1. เมื่อผู้สังเกตอยู่นิ่ง-แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่

รูป แสดงปรากฎการณ์ดอปเพลอร์ ผู้สังเกตอยู่กับที่

จาก "เวบไซต์ ไฮเปอร์ฟิสิกส์ "
From HyperPhysics

รูป แสดงการเกิดปรากฎการณ์ดอปเพลอ เมื่อแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่

ผู้ฟังที่อยู่ด้านหน้าได้รับเสียงความถี่สูงกว่าความถี่แหล่งกำเนิด คือ

ผู้ฟังที่อยู่ด้านหน้าได้รับเสียงความยาวคลื่นน้อยกว่าความความยาวคลื่นแหล่งกำเนิด คือ

ผู้ฟังที่อยู่ด้านหลังได้รับความถี่ต่ำกว่าความถี่แหล่งกำเนิด คือ

ผู้ฟังที่อยู่ด้านหน้าได้รับเสียงความยาวคลื่นมากกว่าความความยาวคลื่นแหล่งกำเนิด คือ

2. ผู้สังเกตเคลื่อนที่ - แหล่งกำเนิดที่อยู่นิ่ง (ในกรณีนี้ความยาวคลื่นคงเดิม)

เมื่อเราสังเกตจะพบว่า ถ้าผู้สังเกตวิ่งเข้าหาแหล่งกำเนิดจะทำให้รับคลื่นได้เป็นจำนวนมากกว่าเมื่อผู้สังเกตอยู่นิ่ง

ถ้าผู้สังเกตเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิดจะทำให้รับคลื่นได้เป็นจำนวนน้อยกว่าเมื่อผู้สังเกตอยู่นิ่ง

3. ผู้สังเกตเคลื่อนที่ - แหล่งกำเนิดเคลื่อนที่

เมื่อเราสังเกตจะพบว่า ถ้าผู้สังเกตและแหล่งกำเนิดวิ่งเข้าหากันจะทำให้รับคลื่นได้เป็นจำนวนมากกว่าเมื่ออยู่นิ่ง

เมื่อเราสังเกตจะพบว่า ถ้าผู้สังเกตวิ่งหนีและแหล่งกำเนิดวิ่งไล่จะทำให้รับคลื่นได้เป็นจำนวนมากกว่าเมื่ออยู่นิ่ง

เมื่อเราสังเกตจะพบว่า ถ้าผู้สังเกตและแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ออกจากกันจะทำให้รับคลื่นได้เป็นจำนวนน้อยกว่าเมื่ออยู่นิ่ง

เมื่อเราสังเกตจะพบว่า ถ้าผู้สังเกตวิ่งไล่และแหล่งกำเนิดวิ่งหนีออกจากกันจะทำให้รับคลื่นได้เป็นจำนวนน้อยกว่าเมื่ออยู่นิ่ง

ซึ่งสามารถสรุปเป็นสมการ การคำนวณทุกกรณี ได้ว่า

= ความยาวคลื่นเสียงจากแหล่งกำเนิด

= ความยาวคลื่นเสียงที่ปรากฏด้านหลังแหล่งกำเนิด

= ความยาวคลื่นเสียงที่ปรากฏด้านหน้าแหล่งกำเนิด

= ความเร็วของแหล่งกำเนิด

= ความเร็วของผู้สังเกต

= ความเร็วของเสียงในอากาศ

= ความถี่ของแหล่งกำเนิดเสียง

= ความถี่ที่ผู้ฟังรับได้

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

Search for content in this blog.