டாப்ளர் விளைவு
ஒரு ஒலி மூலம் உங்களை நோக்கி நகரும்போது, அது அதன் சொந்த ஒலி அலைகளை சற்று பிடிக்கும், அவற்றை முன்புறம் நெருக்கமாக்கும் — எனவே நீங்கள் உயர் சுருதியைக் கேட்பீர்கள். அது விலகும்போது, அலைகள் அதன் பின்னால் நீட்டிக்கப்படும், எனவே சுருதி குறையும். அதனால்தான் ஒரு சைரன், அணுகும்போது உயர்ந்து, கடந்து விலகும்போது தாழ்ந்து ஒலிக்கிறது.
சூத்திரம்
f_obs = f · c / (c − v_s)
- f_obs — கவனிக்கப்பட்ட அதிர்வெண் (Hz): நீங்கள் உண்மையில் கேட்கும் சுருதி
- f — மூல அதிர்வெண் (Hz): மூலம் நிலையாக நிற்கும்போது வெளியிடும் சுருதி
- c — ஒலி வேகம் (m/s): ஒலி அலைகள் காற்றில் எவ்வளவு வேகமாகப் பயணிக்கின்றன
- v_s — மூல வேகம் (m/s): மூலம் உங்களை நோக்கி எவ்வளவு வேகமாக நகர்கிறது
தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
ஒரு ஆம்புலன்ஸ் சைரன், 20 மீட்டர் வினாடி வேகத்தில் உங்களை நோக்கி வரும்போது நிலையான 320 ஹெர்ட்ஸ் ஒலியை வெளியிடுகிறது. ஒலி 340 மீட்டர் வினாடி வேகத்தில் பயணிக்கிறது. நீங்கள் எந்த அதிர்வெண்ணைக் கேட்பீர்கள்?
- 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
உங்களைச் சோதியுங்கள்
ஒரு மங்கலான சைரன், அதே 20 மீட்டர் வினாடி வேகத்தில் அணுகும்போது 160 ஹெர்ட்ஸை வெளியிடுகிறது, ஒலி இன்னும் 340 மீட்டர் வினாடி வேகத்தில் பயணிக்கிறது. நீங்கள் எந்த அதிர்வெண்ணைக் கேட்பீர்கள்?
- சரியான விடை: 170 Hz
- 150 Hz
- 180 Hz
சரி! f_obs = 160 Hz · 340 / (340 − 20) = 160 Hz · 340 / 320 = 170 Hz.
அதே ஆம்புலன்ஸ் அதற்கு பதிலாக 20 மீட்டர் வினாடி வேகத்தில் உங்களிடமிருந்து விலகிச் சென்றால், நீங்கள் கேட்கும் சுருதி, சைரனின் உண்மையான 320 ஹெர்ட்ஸை விட உயர்ந்ததாவா, தாழ்ந்ததாவா, அல்லது அப்படியேயா?
- 320 Hz-ஐ விட உயர்ந்தது
- சரியான விடை: 320 Hz-ஐ விட தாழ்ந்தது
- அதே, 320 Hz
சரி — விலகும் ஒரு மூலம் ஒலி அலைகளை நீட்டிக்கும், எனவே நீங்கள் 320 ஹெர்ட்ஸுக்கு கீழே ஒரு சுருதியைக் கேட்பீர்கள்.
இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்
கடந்து செல்லும் சைரன் பாடப்புத்தக வழக்கு: ஆம்புலன்ஸ் அணுகும்போது சுருதி உயர்ந்து, கடந்து விலகும்போது திடீரென விழுகிறது. வானியலாளர்கள் ஒளியில் அதே விளைவைப் படிக்கிறார்கள் — ஒரு தூரத்து விண்மீன் திரளின் நிறமாலை சிவப்பு நோக்கி மாறியிருப்பது, அது விலகும்போது அதன் அலைநீளங்கள் அதன் பின்னால் நீட்டிக்கப்படுகின்றன என்பதைக் குறிக்கிறது, ஒரு சைரனின் சுருதியைக் குறைக்கும் அதே நீட்சி.
பொதுவான தவறுகள்
மிக ஆழமான தவறு, சைரனே சுருதியை மாற்றுகிறது என்று நினைப்பது — அது நிலையான 320 ஹெர்ட்ஸைத் தொடர்ந்து வெளியிடுகிறது; உங்கள் காதை அடையும் அதிர்வெண் மட்டுமே மாறுகிறது, ஏனெனில் நகரும் மூலம் அதன் சொந்த அலைமுன்புறங்களைப் பிடித்து அவற்றை நெருக்குகிறது. சூத்திரத்தின் குறிகளையும் கவனியுங்கள்: f_obs = f · c / (c − v_s) பகுதியில் மூல வேகத்தைக் கொண்டுள்ளது, எனவே அணுகும் ஒரு மூலம் (v_s = 20 m/s உங்களை நோக்கி, ஒலி 340 m/s இல்) 320 Hz-ஐ 340 Hz ஆக உயர்த்தும் — ஒரு விலகும் மூலம் குறியை மாற்றி அதைக் குறைக்கும்.
இது எவ்வாறு இணைகிறது
இது அலை சமன்பாட்டின் மீது நேரடியாக கட்டமைக்கப்படுகிறது: அலை இன்னும் ஊடகம் அனுமதிக்கும் வேகத்தில் (காற்றில் 340 m/s, சைரனால் அல்ல காற்றால் நிர்ணயிக்கப்பட்டது) நகர்கிறது, மேலும் மூலத்தின் இயக்கம் செய்யும் அனைத்தும் அது வெளியிடும் அலைநீளங்களை நெருக்க அல்லது நீட்ட வைப்பது. அடுத்து வரும் துடிப்புகள், கேட்கப்படும் அதிர்வெண் வெளியிடப்பட்டவற்றிலிருந்து வேறுபடும் மற்ற செவ்வியல் வழி — உங்கள் காதில் குறுக்கீடு செய்யும் இரண்டு நிலையான மூலங்கள்.