サイレン (車や電車のクラクション) の音の違いは、ドップラー効果と呼ばれる現象によるものです。 .
驚くほど交通量の少ない道路を車で家に帰ることを想像してみてください。突然、遠くからサイレンの鳴き声が聞こえてきます。頭を向ける前に、あなたの心は、救急車が後ろからあなたの位置に近づいていることをすでに認識しています.救急車があなたの車に近づくと、サイレンはより大きく甲高い音になりますが、救急車があなたを追い越すとすぐにサイレンのピッチが変わります。まるでオペラ歌手が声の甲高い音を変えることができるようです.サイレンのユニークで変化する音に気付かずにはいられません。
サイレンの設計者は、ピッチを自動的に変更するサイレンを考え出すにはかなり賢いに違いありません!
この考えが頭をよぎったことがあるなら、あなたは驚くかもしれません!実際、最先端のサイレンは、サイレンが動いているときにサイレンのさまざまなピッチを聞かせていません。代わりに、それは非常に単純な物理現象です.
ドップラー効果
まず、下のビデオで消防車 (消防車) のサイレンのピッチの変化を聞いてください:
トラックがカメラのそばを通過すると、サイレンの音がどのように変化するかに注目してください。それが、私たちが話したい奇妙な出来事です。
このサイレン (車や電車のクラクション) の音の違いは、ドップラー効果と呼ばれる科学的現象によるものです。 .他の多くの現象と同様に、ドップラー効果は、その発見の功績が認められている科学者、クリスチャン ドップラーにちなんで名付けられました。私たちの世界には、ドップラー効果に関連する出来事や日常生活があふれています。ドップラー効果が実際に何であるかについてもう少し見てみましょう。
ドップラー効果は、特定の波のセットのソースが観測者に対して移動しているときに観測されます。あなたが歩道に立って、通りを渡るのを待っているとします。あなたの位置の左端に、救急車があなたの方向に向かって走っているのが見えます。この場合、救急車のサイレンが波 (この場合は音波) の発生源であり、あなたは観察者です。
波動周波数の明らかな増加
救急車が近づくと、波の発生源と観測者の間の距離が短くなります。その結果、サイレンは、音波が「より頻繁に」到達するため、嘆きのサイレンのピッチが元の値よりも高く「聞こえる」ほど、より甲高く聞こえます。元の音波の周波数とあなたに近づいてくる音波との間にはまったく違いがないことに注意してください。あなたと救急車の間の距離が近づいているため、音波がより頻繁にあなたに到達するにつれて、音のピッチが高くなるように単純に知覚します.
(画像ソース:mail.colonial.net)
波動周波数の明らかな減少
これは、上で説明したケースと非常に似ていますが、逆です。救急車があなたから遠ざかるにつれて、あなた (観察者) とサイレン (音源) の間の距離が長くなります。そのため、音波がより広い範囲に広がるため、サイレンの音が低く聞こえるか、まったく違うように感じます!
ドップラー効果のその他のケース
画像ソース:w3.shorecrest.org
救急車のサイレンの例は、ドップラー効果が作用する多くの例の 1 つにすぎません。同じことが、あなたのそばを通り過ぎる警察車両や、線路に近づいてくる大きな電車の警笛にも当てはまります。これらの一般的な現象は、「トラックのクラクションの鳴り響く音」や「接近する列車のクラクションの甲高い音」などの比較を行う多くの人々、特に文学者を魅了しているようです。これらの人々は、これらのユニークな音を説明するときに、うっかり物理学の領域に入ってしまっていることに気づいていますか?
ドップラー効果は、クラクションやサイレンだけでなく、日常生活の非常に退屈な出来事にも見られます。たとえば、バケツの水位が上がると、バケツに水道水を注ぐ音が変化することに気付きましたか?これはまさにドップラー効果の簡単な DIY デモンストレーションです!
