高校物理の超簡単な実験シリーズ。今回はドップラー効果を体感する実習を紹介します。学校で使われるドップラー音叉は高級品で、買うなんてとんでもない…という方には、スマホで完結するのでオススメです。
ヘドバンもあるよ！
スマホがあればOK。Audio tone generator lite という無料アプリをダウンロードしましょう。Webでもhttps://onlinetonegenerator.com/ とかがあります。
アプリを開き、2000～4000Hzあたりを設定します。音が出たら、
①スマホを手に持ち、前後にすばやく動かす。
②手を前に伸ばしてスマホを持ち、頭を前後にすばやく動かす（はたから見るとやばい）。
①は音源が動くドップラー効果で、②は観測者が動くドップラー効果です。少しですが、音程の変化を感じ取ることができます。
スマホがもう1台あれば、Sonic Toolsというアプリを用意して開きましょう。スペクトルが観測できますが、上部の周波数だけ見ておけばよいです。この場合、Audio tone generator liteを開くスマホが音源、Sonic Toolsを開くスマホが観測者となります。スマホどうしをすばやく近づけたり遠ざけたりすると、測定される振動数がちょっとだけ変化します。
みんなでやってみると、特に②はシュールな光景となります。学校なら、先生が音源スマホをもって、生徒たちに首を前後に振ってもらいましょう。恥ずかしがらずに。
①②のいずれも、音源と観測者が近づくときは音が高くなり、遠ざかるときは音が低くなります。これを実感できればドップラー効果の公式$$f'=\frac{V\pm v_{observer}}{V\pm v_{source}}f$$の符号を取り違えることはなくなるでしょう。
なお、当然ですが、音源が近づくと音は大きく聞こえ、遠ざかると小さく聞こえます。音の大きさの変化と高さの変化をごっちゃにしないよう、注意します。
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