ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์

.ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์และคลื่นกระแทก

1. ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์

ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ เป็นปรากฏการณ์มีการเปลี่ยนแปลงระดับเสียง (ความถี่ของเสียง) เมื่อแหล่งกำเนิดและผู้สังเกตเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสัมพัทธ์ต่อกัน

กรณีที่ 1 หากแหล่งกำเนิดเสียงพุ่งเข้าหาผู้ฟังที่อยู่นิ่ง เช่นผู้ฟังยืนอยู่หน้ารถแล้วฟังเสียง รถที่พุ่งเข้ามาหาตัวผู้ฟัง เสียงรถที่มาถึงผู้ฟังจะถูกกดดันทำให้ความยาวคลื่น (l) ของเสียงลดลง ความถี่ (f ) ของเสียงเพิ่มขึ้น ทำให้ผู้ฟังได้ยินเสียงที่แหลมกว่าปกติ

กรณีที่ 2 หากแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนห่างออกจากผู้ฟังที่อยู่นิ่ง เช่นผู้ฟังยืนอยู่หลังรถ แล้วฟังเสียงรถที่เคลื่อนห่างออกจากตัวผู้ฟัง เสียงรถที่มาถึงผู้ฟังจะถูกลากออกไปทำให้ควา ยาวคลื่น (l) ของเสียงมากขึ้น ความถี่ (f ) ของเสียงลดลง ทำให้ผู้ฟังได้ยินเสียงที่ทุ้มกว่าปกติ

กรณีที่ 3 หากผู้ฟังเคลื่อนห่างออกไปจากแหล่งกำเนิดเสียงที่อยู่นิ่ง เสียงที่มาถึงผู้ฟังจะถูกลากออกไปทำให้ความยาวคลื่น (l) ของเสียงมากขึ้น ความถี่ (f ) ของเสียงลดลง ทำให้ผู้ฟังได้ยินเสียงที่ทุ้มกว่าปกติ

กรณีที่ 4 หากผู้ฟังเคลื่อนเข้าหาแหล่งกำเนิดเสียงที่อยู่นิ่ง เสียงที่มาถึงผู้ฟังจะถูกกดดันเข้าทำให้ความยาวคลื่น (l) ของเสียงลดลง ความถี่ (f ) ของเสียงมากขึ้น ทำให้ผู้ฟังได้ยินเสียงที่แหลมกว่าปกติ

กรณีที่ 5 หากแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่เข้าหาผู้ฟังที่กำลังเคลื่อนที่ หากความเร็วแหล่งกำเนิดเสียงมากกว่าผู้ฟัง เสียงที่มาถึงผู้ฟังจะถูกกดดันเข้าทำให้ความ ยาวคลื่น(l) ของเสียงลดลง ความถี่ (f ) ของเสียงมากขึ้น ทำให้ผู้ฟังได้ยินเสียงที่แหลมกว่าปกติ

หากความเร็วแหล่งกำเนิดเสียงน้อยกว่าผู้ฟัง เสียงที่มาถึงผู้ฟังจะถูกลากออกทำให้ความยาวคลื่น (l) ของเสียงเพิ่มขึ้น ความถี่ (f )ของเสียงลดลง ทำให้ผู้ฟังได้ยินเสียงที่ทุ้มกว่าปกติ

2. คลื่นกระแทก

ถ้าแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่เร็วกว่าเสียงจะทำให้แหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนทะลุออกจากคลื่นเสียงที่กระจายออกไป และคลื่นเสียงที่เกิดจากแหล่งกำเนิดในเวลาต่อๆ มา จะทะลุทะลวงออกจากคลื่นเสียงที่เกิดในตอนก่อนหน้าดังแสดงในรูป ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า คลื่นกระแทก ( Sonic boom ) ซึ่งจะทำให้เกิดเสียงดังมากเหมือนเสียงระเบิด และเกิดแรงดันขึ้นอย่างมหาศาล เช่นในกรณีที่เครื่องไอพ่นบินด้วยความเร็วมากกว่าเสียง แรงดันที่เกิดขึ้นนี้ อาจทาให้กระจกหน้าแตกได้