§14. Акустикадағы Доплер эффектісі

         Доплер эффектісі дегеніміз – тербеліс көздерінің қозғалысы және бір – біріне салыстырмалы қабылдағыштар кезіндегі қабылдағыштармен қабылданатын тербеліс жиіліктерінің өзгерісі. Мысалы, тәжірибеден белгілі болғандай, поездің гудогының тоны оның платформаға жақындау шамасымен күшейіп, оның амплитудасымен әсерлеспейді, қабылдағышпен салыстырмалы (құлақ) тербеліс көзінің қозғалысы (гудок) қабылдаған тебеліс жиілігін өзгертеді.

1. Дыбыс көзі мен қабылдағыш салыстырмалы ортада тыншиды; _көзі  _қаб 0. Егер  - қарастырылушы ортадағы дыбыстық толқынның таралу жылдамдығы болса, онда толқын ұзындығы Т /₀. Орта тарала отырып толқын қабылдағышқа жетіп,  //(Т) ₀ жиілікті оның дыбысқа сезімтал элементінде тербеліс туындатады.

         Қабылдағышты тіркелген дыбыс жиілігі  дыбыстың толқын дыбыс көзімен сәулеленетін ₀ жиілігіне тең.

2. Қабылдағыш дыбыс көзіне жақындайды, ал ол тыншиды: _қаб  0,  _көзі  0. Бұл жағдайда толқынның таралу жылдамдығы қабылдағышқа салыстырмалы түрде   + _қаб – тең болады. Бұдан толқын ұзындығы өзгермейді, ал қабылдағышпен қабылданған тербеліс жиілігі тербеліс көзінің жиілігінен (+_қаб)/ есе көп болады:

3. Тербеліс көзі қабылдағышқа жақындайды, ал қабылдағыш тыншиды _көзі  0, _қаб  0. Тербелістің таралу жылдамдығы  тек орта қасиетіне ғана туәелді, сондықтан тербеліс көзі периодына тең уақыт ішінде сәулеленген оның толқындары тербеліс көзі қозғалыста ма, тыныштықта ма оған тәуелсіз түрде қашықтықты Т қабылдағыш бағытына өтеді. Осы уақыт аралығында тербеліс көзі қашықтығы _көзі Т толқын бағытына өтеді (14 – сурет), толқын ұзындығы қозғалыс бағытында қысқаратын   - _көзі Т (_көзі)  Т – ға тең болады, сонда

қабылдағышпен қабылданған тербеліс  жиілігі /( - _көзі) есе жоғарылайды. 2 және 3 жағдайда егер  _көзі  0 және _қаб  0 болса белгілі қайтымды болады.

тербеліс жиілігі үшін мәнді жазуға болады. жоғарғы белгі егер тербеліс көзі немесе қабылдағыш қозғалысы кезінде жақындату болса, ал төменгі белгі олардың өзара алыстауы жағдайында қойылады.

         Келтірілген формулалардан Доплер эффектісінің тербеліс көзі немесе қабылдағыш қозғалысына тәуелділікте әртүрлі болатындығы келтірілген. Егер _қаб және _көзі жылдамдықты тербеліс көзі мен қабылдағыш арқылы тікелей бағыт сәйкес келмесе, онда (14.1) формуладағы осы жылдамдықтардың орнына осы тік бағытында олардың проекциясын алу керек.