도플러 효과
소리 원천이 다가올 때, 자기가 낸 소리 파동에 조금씩 따라잡아 앞쪽의 파동을 가까이 모으므로, 더 높은 음높이로 들린다. 멀어질 때는 뒤쪽으로 파동이 늘어나 음높이가 떨어진다. 이것이 사이렌이 다가올 때 높게 들리고, 지나가서 멀어질 때 낮게 들리는 이유이다.
f_obs = f · c / (c − v_s)
- f_obs — 관측 진동수 (Hz): 실제로 듣는 음높이
- f — 원천 진동수 (Hz): 원천이 정지해 있을 때 내는 음높이
- c — 소리의 속도 (m/s): 소리 파동이 공기 중을 전해지는 빠르기
- v_s — 원천의 속도 (m/s): 원천이 다가오는 빠르기
구급차 사이렌이 20 m/s로 다가오며 안정된 320 Hz 음을 낸다. 소리는 340 m/s로 전해진다. 당신이 듣는 진동수는?
- f = 320 Hz
- c = 340 m/s
- v_s = 20 m/s
- f_obs = f · c / (c − v_s)
- f_obs = 320 Hz · 340 / (340 − 20) = 320 Hz · 340 / 320
f_obs = 340 Hz