Efekt Dopplera polega na tym, że obserwator (którego względna prędkość w stosunku do źródła fali jest różna od 0) rejestruje inną częstotliwość fali niż ta, którą w rzeczywistości generuje źródło.

Jeśli źródło i obserwator zbliżają się do siebie wówczas obserwujemy zwiększanie się częstotliwości. Gdy źródło i obserwator oddalają się częstotliwość się zmniejsza.

Jeśli źródło dźwięku zbliża się wówczas częstotliwość jaką odbiera obserwator jest równa: 

Gdzie: v-prędkość dźwięku,

u-prędkość źródła dźwięku

f-częstotliwość drgań źródła 

Jeśli źródło dźwięku oddala się wówczas częstotliwość jaką odbiera obserwator jest równa: 

Gdzie: v-prędkopść dźwięku,

u-prędkość źródła dźwięku,

f-częstotliwość drgań źródła

Zadanie 1 

Do nieruchomego obserwatora zbliża się z prędkością 144 km/h źródło wysyłające sygnał dźwiękowy o częstotliwości 1000 Hz. Jaką częstotliwość rejestruje obserwator? 

Rozwiązanie 

Zamieniamy prędkość w km/h na m/s: 

u=144 km/h = 144 * 1000/3600 = 40 m/s 

Podstawiamy dane do wzoru na częstotliwość: 

f' = 1000 * 340/(340-40)=1133,3 Hz 

Zadanie 2 

Od nieruchomego obserwatora oddala się źródło emitujące dźwięk o częstotliwości 500 Hz. Obserwator rejestruje częstotliwość 490 Hz. Z jaką prędkością porusza się źrodło? 

Rozwiązanie 

Podstawiamy dane zadania do wzoru: 

f'=f*v/(v+u)

490=500*340/(340+u) 

u=6,93 m/s 

Zadanie 3 

W atmosferze wodoru znajduje się źródło dźwięku o częstotliwości 1000 Hz, oddalające się od obserwatora z prędkością 40 m/s. Obserwator rejestruje dźwięk o częstotliwości 969,69 Hz. Jaka jest prędkość dźwięku w wodorze? 

Rozwiązanie 

Podstawiamy dane do odpowiedniego wzoru: 

969,69 = 1000 * v/(v+40)

v = 1279,70 m/s 

Zadanie 4

Nietoperz poruszajacy sie z predkoscia 10 wysyla ultradzwieki o czestotliwosci 50 kHz. Jaka czestotliwosc odbiera ten nietoperz jesli dzwiek odbija sie od sciany.
(Tutaj chyba odleglosc nie ma znaczenia)

Rozwiązanie:

Nietoperek jest zarówno źródłem jak i odbiorcą, zarówno jako źródło jak i odbiorca przybliża się. (to tak jakby dwa leciały w jednym kierunku i jeden słuchał drugiego)

Zadanie 5

Dwa samochody jada naprzeciwko siebie.
 - 20
 - 10
1 samochod wysyla dzwieki o czestotliwosci:  - 200 Hz
Jaka czestotliwosc dzwieku odbiera drugi kierowca przed i po minieciu 1 samochodu.

Rozwiązanie:

przed minięciem:

po minięciu:

to prędkość dźwięku w powietrzu

ZAD 6

Po równoległych torach jada w kierunkach 
A - zgodnych
B - przeciwnych 
dwie lokomotywy z predkosciami V1=10 km/h V2>=1 kmh/h
jedna z lokomotyw emituje dzwiek o czestotliwosci sygnalu f1=15 Hz 
Wyznaczyc czestotliwosc sygnalu slyszanego przez maszyniste drugiej lokomotywy.

Musimy rozwarzyc tu wszystkie przypadki, dla mnie wydaje sie, ze trzeba przyjac, ze jada one jakby po jednym torze na przeciw. Tak najlatwiej jest rozwiazac te zadanie. 
Jakby ktos mogl wyliczyc je na wzorkach to bylbym wdzieczny

Rozwiązanie:

No to najpierw trzeba wybrać sobie obserwatora.
Teraz jak wygląda wzór. Na dobrą sprawę nie trzeba znać bo wiadomo że

stąd po krótkich przekształceniach..


a i żeby się nie myliło to wzór dla rozsuwających się czyi jak są zgodne prędkości to jest - (mam nadzieję że widać z wyprowadzenia)

c - to prędkość dzwięku jakby co

teraz przypadki

jak się doganiają prędkości są zgodne różnica 9

jak się dogonili i leza dalej to prędkość dzwięku przeciwna do prędkości pociągu róznica nadal 9.

jak jadą naprzeciwko siebie prędkości zgodne względna 11
jak już się mineli prędkości przeciwne i nadal 11.

to chyba wszystkie przypadki dane sobie można podstawić nie chce mi sie szukac prędkości dzwięku w km/h

Zadanie 1
Na zajęciach WF pani Irena biegnie z szybkością 3m/s w kierunku Ali, używając gwizdka wydającego dźwięk o częstotliwości 2750Hz. Oblicz częstotliwość dźwięku, który usłyszy Ala?

Odp. 2774,5Hz

Zadanie 2
Do lokomotywy jadącej z szybkością 36km/h zbliża się jadący w przeciwną stronę po równoległych torach pociąg z szybkością 30m/s. Lokomotywa wysyła sygnał dźwiękowy o częstotliwości 700Hz. Oblicz częstotliwość słyszaną przez pasażerów?

Odp. 784,85Hz

Zadanie 3
Syrena wozu policyjnego wydaje dźwięk o f=10kHz. Z jaką szybkością oddala się samochód policyjny od stojących na przystanku ludzi, jeśli słyszą dźwięk o częstotliwości 9300Hz?

Odp. 92,1km/h

Zadanie 4
Karetka pogotowia, poruszająca się z szybkością 90km/h, wydając dźwięk o częstotliwości 8,5kHz, zbliża się do rowerzysty jadącego naprzeciw z szybkością 4m/s. Oblicz częstotliwość dźwięku słyszanego przez rowerzystę?

Odp. 9282,5Hz