ظاهرة دوبلر وهي من الظواهر المألوفة إذا وجدت سرعة نسبية بين مصدر الصوت والسامع تغيرت درجة الصوت التي تستقبلها أذن السامع وتسمى هذه الظاهرة بظاهرة دوبلر )هو التغير في التردد او بالطول الموجي نتيجة لحركة المصدر مقتربا أو مبتعدا عن المستمع (. إن تأثير دوبلر في الصوت يحدث عندما يكون هناك حركة نسبية بين كل من : 1- مصدر الموجة الصوتية 2- الوسط الناقل للموجة 3- المستقبل الذي يستلم الموجة )المستمع( إن تأثير دوبلر في الصوت غير متماثل فعندما يقترب المصدر من السامع بسرعة معينة فان درجة الصوت تبدو مختلفة عن الحالة التي يقترب فيها السامع من المصدر بنفس السرعة. وإليجاد العالقة الكمية لتأثير دوبار يجب أن نأخذ جميع الحركات بعين االعتبار )حركة المصدر والوسط والمستقبل( وسنفرض إن جميع الحركات منتظمة وباتجاه واحد. قانون تغير التردد بتأثير ظاهرة دوبلر هو :, u : سرعة الهواء : c سرعة الموجة الصوتية, s : v سرعة المصدر : w سرعة السامع وجميعها باتجاه واحد, f : تردد الصوت المنبعث من المصدر الحقيقي : f تردد الصوت الذي تسمعه األذن c الظاهري وأما طريقة االستنتاج فهي كاآلتي : λ c=f إذا كان المصدر ساكن فبعد ثانية واحدة تكون الذبذبة األولى قد ابتعدت مسافة ثانية واحدة عن المصدر c أما لو تحرك المصدر من الثانية الواحدة فان سرعته v تمثل المسافة الحقيقية التي تقطعها الموجة ʹ الصوتية في الثانية الواحدة )c-v( وبذلك فان طول الموجة الصوتية الجديدة λ تساوي وعندما تمر هذه األمواج بمستمع ساكن فسوف يشعر بأنه يستمع إلى نغمة ترددها أي إن التردد الظاهري اكبر من التردد الحقيقي كما إن التردد الظاهري ينقص لو كان المصدر متحركا مبتعدا عن المستمع ويكون في هذه الحالة لنفررض إن المسرتمع نفسره تحررك فري اتجراه حركرة المصردر نفسره w فران األمرواج تشرغل فري الثانيرة الواحردة المسرافة )c-w( وبمرا إن طرول الموجرة ال يتغيرر بحركرة المسرتمع فران الترردد الظراهري الرذي يسرمعه السرامع يكون أما إذا كان اتجاه الحركة للمستمع بعكس اتجاه حركة المصدر فان المعادلة تصبح
وإذا تحرك الوسط )بتأثير الريح( بسرعة قدرها u باتجاه حركة المصدر تكون سرعة الموجة في أي لحظة )c+u( وان طول الموجة سيتغير أيضا أي إن التردد ال يتغير بتأثير الريح. إذا كان المصدر أو المستمع متحركا في وسط متحرك فنعوض عن سرعة الصوت في المقدار )c+u( في المعادالت السابقة فمعادلة المصدر المتحرك هي : للمصدر المتحرك للمستمع المتحرك أما إذا كان الثالثة )المصدر والمستمع والوسط( في حركة فان أما إذا الوسط )سرعة الريح مثال( باتجاه معاكس فان إشارتها تنعكس. الحالة االولى // عندما المصدر متحرك والمستمع ساكن مثال // يطلق قطار صوو روردد 500Hz وهوو يغوادر المحطوة بسورعة. 30m/sec اوجود روردد الصوو الو يستقبله مستمع ساكن خلف القطار اذا كانت سرعة الصو 340m/sec :f استخدمنا االشارة الموجبة الن المصدر مبتعد عن السامع )خلف القطار( : التردد الظاهري f- التردد الحقيقي : vs سرعة المصدر v: سرعة الصوت في الوسط الحالة الثانية// عندما يكون المصدر ساكن والمستمع متحرك مثال// يتحرك راكب دراجة بسرعة منتظمة مقدارها 9m/sec نحو مصدر صوري ساكن رردد. 100Hz احسب التردد ال يسمعه راكب الدراجة في حالة اقترابه من المصدر وفي حالة ابتعاد عن المصدر. افرض سرعة الصو. 335m/sec التردد الذي يسمعه راكب الدراجة عندما يقترب من المصدر نستخدم المعادلة التالية
: V سرعة الصوت في الوسط : سرعة المستمع V D 1- التردد الذي يسمعه راكب الدراجة عندما يبتعد عن المصدر الحالة الثالثة // عندما يتحرك المصدر والمستمع معا مثال // تتحرك سيارة اسعاف محدثة صوتا تردده) 1000Hz ( مقتربة من سيارة مرور متحركة باتجاهها, اذا كانت سرعة سيارة االسعاف )40m/sec(, سرعة السيارة )35m/sec(,سرعة الصوت )340m/sec(.اوجد : 1- تردد الصوت الذي يسمعه سائق سيارة المرور. 2 -تردد الصوت الذي يسمعه سائق سيارة المرور اذا كانت حركة السيارتين متباعدتين عن بعضهما البعض. الحل// 1- نختار االشارة السالبة ليكون التردد الذي يسمعه سائق سيارة المرور اقل ما يمكن في حالة االقتراب 2 -نختار االشارة ليكون التردد الذي يسمعه سائق سيارة المرور اكبر ما يمكن في حالة االبتعاد مثال// سيارة رتحرك بسرعة sec) 20) /m رطلق بوقا بتردد Hz) 500) رقترب من مراقب ساكن ثم رتجاوز أحسب التغير في درجة الصو. خ سرعة الصو في الهواء الساكن sec( 340( m / 1( 2( نجد إن التغير في درجة الصوت هو
مثال// رطلق سيارة اطفاء صفارة بتردد )450Hz( بينما كانت مسرعة بسرعة )130K/h( اوجد التردد ال يسمعه شخص يتحرك على رصيف الطريق بسرعة 3m/sec في االرجا المعاكس عندما يقترب منها وعندما يبتعد عنها علما ان سرعة الصو. 340m/sec Vs=130k/h=36m/sec نحسب التردد الذي يسمعه الشخص عندما يقترب من سيارة االطفاء نحسب التردد الذي يسمعه الشخص عندما يبتعد عن سيارة االطفاء الخالصة )1( عندما يتحرك المصدر والمستمع معا نستخدم الحالة االولى // نستخدم االشارة الموجبة في المقام والسالبة في البسط عندما يتحرك المستمع بعكس اتجاه حركة المصدر )مبتعدين عن بعضهما( مما يؤدي الى نقصان في التردد الذي يسمعه المستمع. الحالة الثانية //نستخدم االشارة الموجبة في البسط والسالبة في المقام عندما يتحرك المستمع باتجاه المصدر )مقتربين من بعضهما( مما يؤدي الى زيادة في التردد الذي يسمعه المستمع **************************** )2( عندما يكون المصدر ساكن والمستمع متحرك. هناك حالتين : الحالة االولى // يتحرك المستمع مقتربا من المصدر مما يؤدي الى زيادة كبيرة في التردد الحالرة الثانيرة // يتحررك المسرتمع مبتعردا عرن المصردر السرامن وتكرون االشرارة سرالبة اي تعنري االبتعراد وتقصان في التردد ***************************** v: D سرعة المستمع
)3( عندما يكون المصدر متحرك والمستمع ساكن نسررتخدم االشررارة السررالبة فرري المعادلررة عنرردما يتحرررك المصرردر مقتربررا مررن المسررتمع حيررث يكررون التررردد الظاهري اكبر من التردد الحقيقي نستخدم االشارة الموجبة عندما يتحرك المصدر مبتعدا عن المستمع حيث يكون التردد الظراهري اقرل مرن التردد الحقيقي. ******************************