ドップラー効果計算

ドップラー効果とは、波源と観測者の相対運動によって観測周波数が変わる現象です。互いに近づくと波面がより頻繁に届くため周波数が高まり、遠ざかると到着間隔が広がり周波数が下がります。この計算では古典的な関係式、観測周波数 f = 波源周波数 f × (c + vo) / (c - vs) を使います。c は媒質中の波の速さ、vo は波源へ向かう観測者の速度、vs は観測者へ向かう波源の速度です。 この形の式では符号で向きを表します。観測者が波源へ向かうときは観測者の速度を正、波源が観測者へ向かうときは波源の速度を正にします。その物体の運動が両者の距離を広げる場合は負にしてください。両者の速度は互いに対してではなく、媒質に対して測る必要があります。音では静止した空気が基準となり、風による伝播の変化も一貫した扱いが必要です。 約 20 度の乾燥した空気中では、音速は約毎秒 343 メートルです。温度、湿度、気体の組成、高度によって変わります。液体や固体中では音ははるかに速く進むため、媒質に合う値を入力してください。古典式では、接近方向の波源速度が波の速さ未満である必要があります。波源が波の速さに近づくと圧縮が極端になり、通常の仮定が崩れます。その速さ以上では衝撃波の解析が必要です。 この式はサイレン、警笛、移動する機械の音や授業の波動問題に適しています。医療用超音波やレーダーもドップラー原理を利用しますが、実際には反射波、角度、専門的な信号処理が関わることが多くあります。真空中の光は媒質を必要とせず、相対速度が大きい場合は相対論的ドップラー式で解析します。本ツールは相対論補正、反射によるシフトの倍増、速度と視線方向の角度を含みません。斜めの運動では視線方向成分のみを使い、医療、航法、取締り、安全上重要な解釈には校正済み機器と分野に合ったモデルを用いてください。