L’équation de décalage Doppler entraîne des incohérences

user120404

L’équation de décalage Doppler entraîne des incohérences


L’équation de décalage Doppler non relativiste est

F=(c+vrc+vs)F0

où c est la vitesse du médium (346,4 m / s pour un son à une température de 25 ° C). J’ai essayé de calculer le décalage Doppler pour le cas où la source se déplaçait vers l’observateur, et le cas où l’observateur se déplace avec la même vitesse vers la source, mais j’obtiens des réponses différentes d’environ 0,75 m / s. Pourquoi le cadre que je choisis fait-il une différence?

http://www.wolframalpha.com/input/?i=200 *% 28346.4 +% 2B + 20% 29% 2F% 28346.4 + – + 0% 29

Je fais le calcul pour une onde avec une fréquence de 200 Hz et une source (ou un observateur) se déplaçant à 20 m / s.

vs

est la vitesse de la source et

vr

est la vitesse de l’observateur.

Réponses


 BMS

Les ondes sonores se propagent à 340 m / s par rapport au milieu (air). Dans les deux cas, le mouvement relatif de la source et du récepteur est le même, mais les mouvements relatifs de la source et du récepteur par rapport au support sont différents. C’est ce qui brise la symétrie de vos deux configurations et pourquoi vous obtenez des réponses différentes.

Il peut être utile d’examiner une dérivation du décalage Doppler pour mieux comprendre comment cette différence joue un rôle. Voici une direction que j’ai rencontrée en cherchant. Il peut y en avoir de meilleurs.

user120404

Je comprends que le fait que les vitesses dans l’équation soient par rapport au médium fait une différence dans les mathématiques, mais je ne «ressens» toujours aucune différence physique. Est-il possible que vous essayiez de l’expliquer d’un point de vue physique ou de le reformuler pour moi s’il était déjà inclus dans votre réponse?

BMS

Toute tentative de ma part serait simplement ressusciter une dérivation avec des images. Jetez un œil sur Internet ou dans votre manuel. Si vous avez une question conceptuelle spécifique à ce sujet, je pourrai peut-être vous aider.

user120404

Ok, voici une situation qui exprime ma confusion: imaginez un homme aux yeux bandés qui est assis dans un fauteuil roulant télécommandé à 50 mètres d’une ambulance. Supposons que le sol soit si lisse que l’homme ne le saurait pas s’il commençait à bouger, et supposait que l’homme avait également un masque hermétique pour qu’il ne puisse sentir aucun air effleurer son visage. Et faisons dormir l’homme par l’accélération de la chaise pour qu’il ne sache pas qu’il a commencé à bouger. L’homme entend soudain l’augmentation de fréquence de la sirène. Comment l’homme sait-il s’il s’approche de l’ambulance ou si l’ambulance s’approche de lui?

 

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