چرا صدای آژیر آمبولانس ها ، با عبور از کنار ما تغییر می کند؟

تصور کنید در مسیر جاده ای به سمت خانه می روید که تردد شگفت انگیزی کمی دارد. ناگهان صدای بلند آژیر یک خودرو امداد را می شنوید. قبل از اینکه حتی سر خود را بچرخانید تا ببینید ، ذهن شما قبلاً ثبت کرده است که آمبولانس از پشت به موقعیت شما نزدیک می شود. با آمدن آمبولانس به خودروی شما آژیر بلندتر و تندتر به صدا در می آید ، اما به محض این که آمبولانس از شما عبور می کند صدای آن تغییر می کند ، درست مانند یک خواننده اپرا که می تواند تحریر آوازش را تغییر دهد. احتمالا نمی توانید به این تغییر منحصر به فرد در صدای  آژیر بی توجه باشید.

طراحان آژیر باید بسیار باهوش بوده باشند تا به آژیری برسند که به طور خودکار صدای آن تغییر کند!

اگر این فکر تا به حال به ذهن شما خطور کرده است ، ممکن است شگفت زده شوید! در حقیقت ، آژیرهای پیشرفته باعث نمی شود صدای آژیر هنگام عبور از شما ، تغییر کند. این اتفاق در عوض ، حاصل یک پدیده فیزیکی بسیار ساده است.

اثر داپلر

در ابتدا به صدای بوق خودرو در این فیلم دقت کنید:

محل قرارگیری فیلم

توجه کنید که چگونه صدای بوق ، هنگام عبور خودرو از مقابل دوربین تغییر می کند؟ این همان اتفاق عجیبی است که ما می خواهیم در مورد آن صحبت کنیم.

این تفاوت در صدای آژیر (یا بوق ماشین یا قطار) به دلیل پدیده ای علمی به نام "اثر داپلر" است. مانند بسیاری از پدیده های دیگر ، اثر داپلر نیز به نام دانشمند کاشف آن یعنی "کریستین داپلر" نامگذاری شده است. جهان ما مملو از رویدادها و تجربیات زندگی روزمره است که با اثر داپلر همراه است. بیایید کمی بیشتر در این مورد صحبت کنیم.

اثر داپلر هنگامی مشاهده می شود که منبع یک مجموعه خاص از امواج نسبت به ناظر حرکت می کند. فرض کنید شما در پیاده رو ایستاده اید و منتظر عبور از خیابان هستید. در سمت چپ موقعیت شما ، یک آمبولانس را مشاهده می کنید که در جهت حرکت شما حرکت می کند. در این حالت ، آژیر آمبولانس منبع امواج است (امواج صوتی ، در این مورد) و شما ناظر هستید.

افزایش ظاهری صدا

با رسیدن آمبولانس به شما فاصله بین منبع امواج و ناظر کاهش می یابد. در نتیجه ، آژیر آزاردهنده تر به نظر می رسد و صدای آژیر بلند تر از مقدار اولیه آن شنیده میشود ، زیرا امواج صوتی "بیشتری" به شما می رسند. لازم به ذکر است که هیچ فرقی بین فرکانس امواج صوتی اصلی و امواج صوتی که به شما نزدیک می شوند وجود ندارد. شما به دلیل اینکه فاصله بین خودتان و منبع صدا در حال کاهش است ، صدا را بلند تر احساس می کنید زیرا امواج صوتی با سرعت بیشتری به شما می رسند.

کاهش ظاهری صدا

این بسیار شبیه موردی است که ما در بالا مورد بحث قرار دادیم ، اما برعکس. با دور شدن آمبولانس از شما ، فاصله بین شما (ناظر) و آژیر (منبع صدا) افزایش می یابد. بنابراین ، امواج صوتی در منطقه وسیع تری گسترش می یابند ،  و این احساس را در شما ایجاد می کند که انگار صدای آژیر کم صدا و یا فقط متفاوت شده است!

"اثر داپلر" در موارد دیگر

مثال آژیر آمبولانس تنها یکی از مواردی است که اثر داپلر در آن نمایان می شود. همین مورد در مورد خودروی پلیس که از کنار شما عبور می کند صدق می کند و آن بوق های بلند قطار که می شنوید در حال نزدیک شدن به ریل ها هستند. به نظر می رسد این پدیده های رایج بسیاری از مردم ، به ویژه ذهن های جستجو گر را مجذوب خود کرده است . جالب است که افراد هنگام توصیف این صداهای منحصر ، عموما متوجه نمی شوند که ناخواسته وارد قلمرو فیزیک شده اند.

اثر داپلر فقط با بوق و آژیرها مشاهده نمی شود ، بلکه در بسیاری از رویدادهای بسیار معمولی زندگی روزمره نیز مشاهده می شود. به عنوان مثال ، آیا متوجه شده اید که صدای آبی که سطل را پر می کند با بالا رفتن سطح آب در سطل تغییر می کند؟ این یک نمایش ساده از اثر داپلر در خانه است!

منبع:   www.Scienceabc.com