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解決済みの質問

高校物理でわかんないところをおねがいします。

ドップラー効果の問題です。波源(音源)が『一瞬』しか音をださなかっつた場合に観測者が聞く音の振動数は波源の振動数と異なるんですか?つまり、ドップラー効果は起きるんですか?この問題は音源と観測者が一直線上に無い一般の場合のドップラー効果の問題だったんですが・・・。この一瞬とは何秒ぐらいを想定しているんですか?もしも極一瞬だとして、音源が1波長しか出さなかったらドップラー効果は起きないとおもっつたんですけど?あと、この一瞬にはすごい沢山の波が出てるんですか?なんか訳わかんないことになってきましたけど、なんとか教えてください。だって、教科書とかのドップラー効果の問題って連続音で考えてるでしょ?一瞬しか音を出さなかったらどうゆう原理でドップラー効果は起きるんですか?

投稿日時 - 2002-08-16 00:51:05

QNo.336505

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質問者が選んだベストアンサー

ドップラー効果は, 基本的には波源と観測者の相対運動で決まります.
両者の相対速度が0でなければ生じるわけです.一方,例えば風が吹いていても両者の相対速度が0ならば,観測される振動数は波源の振動数と変わらないこともご存知と思います.

もし, 質問者さんが, (カセット)テープレコーダーで, 「キュー/レビュー」などと確か言っていたと思いますが, 早送り再生とか, あるいはピッチコントロールのできる機械をお持ちならば(もしくは使える環境にあれば)話が早いのですが,

記録したとき(音を発したとき)の時間よりも短い時間で再生(つまり早送り)すれば, 元の音よりも高い音に聞こえます. また, 勿論全くその逆もいえます.

本質的にはこれがドップラー効果の原理を表していて, 単位時間(普通は1秒)あたりに何個の波があるかで振動数が決まるので, 例えば, テープレコーダーで, 録音したときの2倍の速さで再生すると, かかる時間は半分になり,音はちょうど1オクターブ高く聞こえます(振動数がちょうど2倍です).

ただし,1秒未満の短い時間(例えば0.5秒とか)でも,普通は音の高さ(振動数)は分かりますね.人間に聞こえる音の振動数は約20Hz~2万Hzぐらいで,感覚的には短い時間でも,波の数としてはかなりたくさん入っているのが普通で,そうであれば音の高さは判断できます.でも1波だけではただの雑音のような空気の振動で, 音の高さ(振動数)は判断できないのでは?

厳密には, 無限に繰り返される波でなければ, 振動数は定義できないし, 実用的にも要求する精度に応じたある程度の時間がないと振動数は決められませんが,ここではまあ目をつぶっておいてよいのでしょう.

投稿日時 - 2002-08-16 02:11:49

お礼

ありがとございました!!僕が疑問に思ってたっことを一番分かりやすく教えてくれたので、疑問が解消されました。また、なんかあった時はお願いします。

投稿日時 - 2002-08-16 08:06:50

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回答(4)

ANo.4

ドップラー効果とは、音の媒質(空気)に対して運動している観測者は、それに対して静止している観測者より、長い(あるいは、短い)波長を観測する、という物理現象です。これは、振動が継続する時間には、関係がないことです。教科書でこれを説明している個所には、波がたくさん書いてありますが、波の数が少ない時でも同じ議論ができます。

投稿日時 - 2002-08-16 04:26:05

お礼

夜遅くにありがとうございました。また、ヨロシクお願いします。

投稿日時 - 2002-08-16 08:23:06

ANo.2

ドップラー効果については、移動する音源の場合音が変化するというあれですね。

これは音源が移動しても、観測者が移動しても同じ事が言えると思います。

ご質問の1周期の音と仮定しても、1周期変化するのに一定の時間がかかると思います。
その時間内に観測位置が変化すればやはり周波数の変化として現われるかと思いますので、やはりドップラー効果が現われたと考えてよろしいのではないでしょうか。

実際音として観測者に観測されるには、連続音で無いと難しいですが、1周期の状態でとっても同じ事が起きるかと思いますが、いかがでしょうか。

投稿日時 - 2002-08-16 01:10:35

お礼

二番目にわかりやすかったです。またなんかあったときはよろしくおねがいしますね☆

投稿日時 - 2002-08-16 08:11:08

ANo.1

たとえ音源が1波長しか出さなくとも、ドップラー効果は起きますよ。

>だって、教科書とかのドップラー効果の問題って連続音で考えてるでしょ?

それはね、解説しやすいからですよ。
長い音の波形を載せておかないと、波長が伸びていたり縮んでいたりする様子がわかりづらいですからね。
その教科書に載っている長い音の波形の、1波長分を切り出しても、ドップラー効果の原理としては変わらないんです。

投稿日時 - 2002-08-16 01:04:18

お礼

一番最初に書いてくれてありがとうございました。三番目にわかりやすかったです。又、よろしくお願いしますです。

投稿日時 - 2002-08-16 08:13:57

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