Sonia Ripamonti
L’effetto Doppler è un fenomeno che
prende il nome dal fisico che lo ha
evidenziato la prima volta ed è valido
per tutti i fenomeni ondulatori, quindi
anche per onde sonore ed
elettromagnetiche.
Una variabile che gioca un ruolo molto importante in
questo fenomeno è la frequenza.
• Numero di oscillazioni al
secondo.
• Numero di volte in cui
l’osservatore è investito dal
massimo dell’onda, nell’unità
di tempo t.
• Consideriamo una sorgente sonora che emette
un suono e un osservatore che lo ascolta,
ambedue fermi.
→ Il numero di massimi di oscillazione dell’onda sonora che
passano nell’unità di tempo per la posizione in cui si trova
l’osservatore coincide col numero di massimi emessi dalla
sorgente.
• Consideriamo la sorgente sonora, l’osservatore o
entrambi in moto rispetto al mezzo (sistema di
riferimento fisso in cui si propaga il suono).
→ Il suono viene percepito con frequenza diversa da quella di
emissione.
• Consideriamo la sorgente sonora ferma e
l’osservatore in moto.
1. Se l’osservatore si muove con una certa velocità verso la
sorgente sonora incontra, nell’unità di tempo, un numero
maggiore di massimi dell’onda sonore che non stando fermo: per
questo egli percepisce una frequenza maggiore di quella della
sorgente.
f’ = f + V⁄λ = (v+V)⁄λ
•
•
•
•
f’ = frequenza percepita dall’osservatore
f = frequenza del suono emesso dalla sorgente
V = velocità con cui si muove l’osservatore
v = velocità di propagazione dell’onda sonora
2. Se invece l’osservatore si allontana dalla sorgente incontra,
nell’unità di tempo, un numero inferiore di massimi.
f’ = f - V⁄λ = (v-V)⁄λ
In generale:
f’ = [1±(V⁄v)] f
• Consideriamo la sorgente sonora in moto e
l’osservatore fermo.
→ Se la sorgente è in moto rispetto all’aria, i fronti dell’onda
sonora, visti da un osservatore fermo, non sono più sfere
concentriche, ma sfere il cui centro si sposta nel tempo insieme
alla sorgente.
→ Per l’osservatore, la lunghezza dell’onda sonora, data dalla
distanza fra due fronti consecutivi di massima oscillazione, varia a
seconda della direzione lungo la quale si muove la sorgente.
es. Per l’osservatore a destra, la lunghezza d’onda è minore di
quanto sarebbe se la sorgente fosse ferma; se l’osservatore fosse
stato a sinistra la lunghezza che avrebbe percepito sarebbe stata
maggiore.
→ La distanza fra due massimi è uguale, a destra della sorgente,
alla lunghezza d’onda λ diminuita della distanza percorsa dalla
sorgente in un periodo, mentre a sinistra è uguale alla lunghezza
d’onda λ aumentata della stessa quantità.
λ’ = λ ± V⁄f = (v±V) f
Essendo inoltre: λ’ = v⁄f’
Si ha: v⁄f’ = (v±V)⁄f
In generale:
f’ = [v⁄(v±V)] f