EFFETTO DOPPLER 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

In generale: f’ = [1±(V⁄v)] f 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.

In generale: f’ = [v⁄(v±V)] f → 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