ドップラー効果のしくみ（波長と相対速度）
着眼点音源が動くと波長が変わる。観測者が動くと、観測者から見た音の速さが変わる（波長は変わらない）。
音源が速さ v_s で動くと、1秒間に出た f 個の波が V-v_s（前方）の長さに詰まる。
\lambda_{\text{前}}=\frac{V-v_s}{f},\qquad \lambda_{\text{後}}=\frac{V+v_s}{f}観測者が音源に向かって v_o で動くと、1秒間に受け取る波の長さは V+v_o。f'=\dfrac{V+v_o}{\lambda}。
例題
1
振動数 500 Hz の音源が 40 m/s で動いている。音源の前方と後方の音の波長を求めよ。音速 340 m/s。
解答
前方 \dfrac{340-40}{500}=0.60\ \mathrm{m}、後方 \dfrac{340+40}{500}=0.76\ \mathrm{m}
答 前方 0.60\ \mathrm{m}、後方 0.76\ \mathrm{m}
答 前方 0.60\ \mathrm{m}、後方 0.76\ \mathrm{m}
ポイント公式を忘れたら「波長は音源の動きで決まる」「受ける回数は観測者から見た音の速さ÷波長」の2段で組み立てられる。