Dopplereffekten

Dopplereffekten är en frekvensförändring som kan uppträda mellan rörliga sändare eller mottagare, eller både rörliga sändare och mottagare.

Fall 1 - Sändaren i vila – mottagaren rör sig emot sändaren

\[ f_{\text{obs}} = f_{\text{uts}} \cdot \left(\frac{v_{\text{våg}} + v_{\text{mot}} }{v_{\text{våg}}} \right) \] observerade frekvensen högre (Hz)

Fall 2: Sändaren i vila – mottagaren rör sig ifrån sändaren

\[ f_{\text{obs}} = f_{\text{uts}} \cdot \left(\frac{v_{\text{våg}} - v_{\text{mot}} }{v_{\text{våg}}} \right) \] observerade frekvensen lägre (Hz)

Fall 3: Sändaren rör sig emot mottagaren – mottagaren i vila

\[ f_{\text{obs}} = f_{\text{uts}} \cdot \left(\frac{v_{\text{våg}}}{v_{\text{våg}} - v_{\text{mot}}} \right) \] observerade frekvensen högre (Hz)

Fall 4: Sändaren rör sig ifrån mottagaren – mottagaren i vila

\[ f_{\text{obs}} = f_{\text{uts}} \cdot \left( \frac{v_{\text{våg}}}{v_{\text{våg}} + v_{\text{mot}}} \right) \] observerade frekvensen lägre (Hz)

\( f_{\text{obs}} =\) mottagarens observerade frekvensen (Hz)
\( f_{\text{uts}} =\) utsända frekvensen (Hz)
\( v_{\text{mot}} =\) mottagarens hastighet (m/s)
\( v_{\text{våg}} =\) vågrörelsens utbredningshastighet (m/s)

Fall 5: Både sändare och mottagare rör sig mot varandra

\[f_{ \text{ mot} } = f_{\text{sänd}} \cdot \frac{v_{\text{ ljud}} + v_{ \text{mot}} }{v_{\text{ljud}} - v_{ \text{ sänd} }}\]

\( f_{ \text{mot} } \) = mottagarens observerade frekvens (Hz)
\( f_{\text{sänd}} \) = sändarens frekvens (Hz)
\( v_{\text{ljud}}\) = ljudhastigheten (m/s)
\( v_{\text{mot}} =\) mottagarens hastighet (m/s)
\( v_{ \text{sänd} } \) = sändarens hastighet (båda räknas positivt i riktning mot varandra) (m/s)

Dopplereffekten uppträder när ljudkällan och mottagaren rör sig i förhållande till varandra.
Om ljudkällan rör sig mot mottagaren kommer ljudvågorna att ligga tätare framför ljudkällan och glesare bakom. Det innebär att frekvensen blir högre än om ljudkälla och mottagare var orörliga. Motsvarande effekt erhålls om mottagaren rör sig mot ljudkällan. Ljudet uppfattas ljusare (mer diskant). Fenomenet kan uppträda om du t ex möter en polisbil under utryckning med sirenerna påslagna.
Om ljudkällan och/eller mottagaren rör sig bort från varandra blir frekvensen lägre och ljudet uppfattas mörkare (mer bas). Fenomenet kan uppträda om du t ex åker tåg förbi en bevakad järnvägsövergång som “plingar” när bommarna är nerfällda. Först, innan passagen, blir frekvensen högre (mer diskant) och efter passagen lägre (mer bas). Se figurer nedan.

ljudkällan rör sig mot mottagaren
Ljudkällan rör sig mot mottagaren


mottagaren rör sig mot ljudkällan
Mottagaren rör sig mot ljudkällan

Har du hittat ett fel, eller har du kommentarer till materialet på den här sidan? Mejla formelsamlingen@mattecentrum.se