ドップラー効果：音源が聞き手へ近づく場合

1 · 予測

音源が一定の音を出しながら静止した聞き手へ近づく。聞き手が聞く音程は、音源本来の振動数より高いか、低いか、それとも同じか？

• 聞き手は音源本来の振動数より高い音程を聞く。
• 聞き手はまったく同じ音程を聞く。
• 聞き手は低い音程を聞く。

2 · 準備

1. doppler-approach プリセットを開き、「リセット」を押す。音源は 20°C の空気中で 440 Hz を出し、聞き手は静止している。
2. 観測者での観測振動数表示を有効にする。
3. 各試行の音源の接近速度を設定し、観測振動数を記録する。

3 · データ収集

3回の試行について、観測振動数 f′（縦軸）を音源速度 v_s（横軸）に対してプロットする。

4 · 分析

1. 20°C の空気に対する c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s を用いて、1回の試行の f′ = f·c/(c − v_s) を計算する。表と比較する。
2. v_s が増えると f′ が増え続ける理由と、v_s が音速 c に達した場合、式（および音）に何が起きるかを説明する。

5 · 発展

1. 救急車のサイレンは、近づくと高く聞こえ、通り過ぎて遠ざかると突然音程が下がる。ドップラー式の符号規約を使って、この低下を説明する。
2. この実験は近づく音源だけを扱う。音源が遠ざかる場合、分母の (c − v_s) は (c + v_s) になると予想するか？それによって f′ はどうなるかを説明する。

この実験の物理

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