ドップラー効果とは？
ドップラー効果とは、波を伝える媒質に対して音源・観測者・あるいはその両方が動いているときに、観測される波の周波数が変化する現象です。救急車のサイレンが近づくときは高く、遠ざかるときは低く聞こえるのは、まさにこの効果によるものです。本ツールは、空気などの媒質中を伝わる音に生じる古典的な（音響的な）ドップラー効果を扱います。
計算ツールの使い方
音源の周波数 \(f\)（ヘルツ）、媒質中の音速 \(c\)（20 °Cの乾燥空気でおよそ 343 m/s）、そして観測者と音源それぞれの速度を入力します。観測者の速度（\(v_o\)）は音源に近づく向きを正（プラス）、音源の速度（\(v_s\)）は観測者に近づく向きを正とし、遠ざかる向きは負（マイナス）の値で入力してください。ツールは観測周波数 \(f'\) と周波数のずれ \(\Delta f\) を返します。
計算式の解説
音響ドップラー効果の一般式は $$f' = f \cdot \frac{c + v_o}{c - v_s}$$ です。観測者が音源へ近づくと分子が大きくなり、音源が観測者へ近づくと分母が小さくなります。どちらの動きも観測周波数を高めます。符号を逆にすれば、観測周波数は音源の周波数より低くなります。
計算例
音速が \(c = 343\) m/s の空気中で、車のクラクションが \(f = 440\) Hz を発しながら静止した聞き手に向かって \(v_s = 30\) m/s で近づいているとします（観測者は静止しているので \(v_o = 0\)）。このとき $$f' = 440 \cdot \frac{343 + 0}{343 - 30} = 440 \cdot \frac{343}{313} \approx 482.17 \text{ Hz}$$ となります。クラクションが近づくにつれて、音の高さは約 42 Hz 上がる計算です。
よくある質問
光にも使えますか？ いいえ。光には媒質が存在しないため、相対論的ドップラー効果の式を用います。本ツールは音波専用です。
音速はどの値を使えばよいですか？ 20 °Cの空気中ではおよそ 343 m/s です。ただし温度・湿度・媒質によって変化します（水中では約 1480 m/s）。
音源が音速に達したらどうなりますか？ \(v_s = c\) になると分母がゼロとなり、式は成り立たなくなります。これは衝撃波（ソニックブーム）が生じる領域であり、本ツールでは結果として 0 を返します。
