Bu hesaplayıcı ne işe yarar?
Doppler etkisi, bir ses kaynağı size doğru yaklaşırken ya da sizden uzaklaşırken duyduğunuz perdenin değişmesidir; yanınızdan geçen bir ambulans sireninin sesinin önce tizleşip sonra kalınlaşması bunun en bilinen örneğidir. Bu hesaplayıcı, kaynağın yaydığı frekansa, kaynak ile gözlemcinin bağıl hızlarına ve hava sıcaklığına (ses hızını belirler) bağlı olarak gözlemcinin gerçekte duyduğu frekansı hesaplar.
Nasıl kullanılır?
Kaynak frekansı f0 değerini hertz cinsinden, hava sıcaklığını santigrat derece olarak ve iki hızı da km/sa cinsinden girin. İşaret kuralına dikkat edin: kaynak hızı Vs, kaynak gözlemciye yaklaşıyorsa pozitif, uzaklaşıyorsa negatiftir; gözlemci hızı Vo ise gözlemci kaynaktan uzaklaşıyorsa pozitif, yaklaşıyorsa negatiftir. Hızlar, formül uygulanmadan önce dahili olarak saniyede metreye çevrilir.
Formülün açıklaması
Önce ses hızı sıcaklıktan bulunur: \(v = 331{,}5 + 0{,}61\,T\) (20 °C'de yaklaşık 343,7 m/s). Ardından duyulan frekans şu şekilde hesaplanır: \(f = f_0 \cdot \dfrac{v - v_o}{v - v_s}\). Kaynak yaklaştığında payda küçülür ve perde tizleşir; gözlemci uzaklaştığında ise pay küçülür ve perde kalınlaşır.
Örnek hesaplama
Bir araç kornası f0 = 440 Hz değerinde ses çıkarıyor, hava 20 °C, araç Vs = 135 km/sa hızla yaklaşırken siz sabit duruyorsunuz (Vo = 0). Ses hızı $$v = 331{,}5 + 0{,}61 \times 20 = 343{,}7\ \text{m/s}$$ ve $$V_s = 135 \times 0{,}2777778 = 37{,}5\ \text{m/s}$$ olur. Buna göre $$f = 440 \times \frac{343{,}7}{343{,}7 - 37{,}5} = 440 \times \frac{343{,}7}{306{,}2} \approx 493{,}89\ \text{Hz}$$ olur; yani 440 Hz'lik "La" notası neredeyse "Si" notasına çıkar, perde belirgin biçimde bir basamak yükselir.
Sıkça Sorulan Sorular
Kaynak geçtikten sonra duyulan perde neden düşer? Kaynak uzaklaşmaya başladığında Vs negatif olur, payda büyür ve f değeri f0'ın altına iner.
Kaynak ses hızına ulaşırsa ne olur? \((v - v_s)\) paydası sıfıra gider ve formül ıraksar; bu, şok cephesi / ses patlaması (sonic boom) bölgesidir, bu nedenle araç bu durumu aralık dışı olarak işaretler.
Sıcaklık neden dikkate alınır? Havadaki ses hızı sıcaklığa bağlıdır; daha sıcak hava sesi daha hızlı iletir ve bu da Doppler kaymasını bir miktar değiştirir.
