ปรากฏการณ์อปเพลอร์ คือ การที่ผู้สังเกตได้ยินความถี่ของแหล่งกำเนิดเสียงเปลี่ยนไป เมื่อผู้สังเกตและแหล่งกำเนิดมีการเคลื่อนที่สัมพันธุ์กัน (เคลื่อนที่เข้าหากันหรือแยกห่างออกากกัน)
เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงมีการเคลื่อนที่ ทำให้ความยาวคลื่นที่ผู้สังเกตได้รับเกิดการเปลี่ยนแปลง และเนื่องจากความเร็วของผู้สังเกต ทำให้อัตราเร็วของเสียงที่มาถึงผู้สังเกตเปลี่ยนแปลงไป ทั้งสองกรณีนี้หรือกรณีใดกรณีหนึ่ง จะทำให้ผู้สังเกตได้ยินเสียงที่มีความถี่เปลี่ยนไป จึงทำให้ผู้สังเกตได้ยินเสียงทุ้มหรือแหลมขึ้น โดยผู้ฟังจะได้ยินเสียงมีความถี่มากขึ้นเมื่อผู้ฟังเคลื่อนที่เข้าหาแหล่งกำเนิด และผู้ฟังจะได้ยินเสียงมีความถี่ต่ำลงเมื่อผู้ฟังเลื่อนที่ออกากแหล่งกำเนิด
ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นได้กับคลื่นทุกชนิด เช่น คลื่นกล
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นต้น และกล่าวเป็นกรณีได้ว่า ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์เป็นปรากฏการณ์ที่ความถี่ของคลื่นที่ปรากฏต่อผู้สังเกตเปลี่ยนปากความถี่เดิม ซึ่งเป็นผลจากแหล่งกำเนิดลื่นเลื่อนที่หรือผู้สังเกตเลื่อนที่ หรือทั้งแหล่งกำเนิดและผู้สังเกตเลื่อนที่
![]()
สรุปการคำนวณเรื่องปรากฏการณ์ดอปเพลอร์
1. ความยาวคลื่นเสียงจะขึ้นกับแหล่งกำเนิดเท่านั้นไม่ขึ้นกับผู้สังเกต
- ถ้าแหล่งกำเนิดมีการเคลื่อนที่ จะทำให้ความยาวคลื่นของเสียงเปลี่ยนแปลง โดย ?หน้า จะสั้นลง ,?หลัง จะยาวขึ้น
- ถ้าแหล่งกำเนิดหยุดนิ่ง ความยาวคลื่นเสียงในทุกทิศทางจะเท่ากันหมด
สูตรนี้แทนค่าตัวเลขของ u และ ?s ลงไปได้เลย โดยไม่ต้องคิดเครื่องหมายของเวกเตอร์ u และ ?s
u = ความเร็วเสียง, ?s = ความเร็วแหล่งกำเนิด , ?0 = ความเร็วผู้สังเกต ,
?S = ความถี่แหล่งกำเนิด2. ความถี่ผู้สังเกตได้รับ (ความถี่ปรากฏ ??) คำนวณได้จากสูตร
การใช้สูตรนี้ ต้องคำนึงถึงเครื่องหมายของ ?0 และ ?s ด้วย โดยยึดหลักดังนี้
ก. ลากเวกเตอร์จากแหล่งกำเนิด s ไปหาผู้สังเกต o โดยกำหนดทิศนี้เป็นทิศ + เสมอ
ข. ถ้า ?0 หรือ ?s มีทิศตามเวกเตอร์ที่กำหนด ให้แทนค่าลงในสูตรเป็นค่า +ได้เลย ถ้า ?0 หรือ ?s มีทิศสวนทางกับเวกเตอร์ที่กำหนด ต้องแทนค่าด้วยค่าติดลบไปในสูตร
ค. ถ้ามีลมพัดมาเกี่ยวข้อง จะทำให้อัตราเร็วของเสียงเปลี่ยนไป ในการคำนวณทุกสูตรต้องเปลี่ยน u
เป็น u ? ? m เมื่อ ? m คือ ความเร็วของลมพัด
การใช้สูตรนี้ ต้องคำนึงถึงเครื่องหมายของ ?0 และ ?s ด้วย โดยยึดหลักดังนี้
ก. ลากเวกเตอร์จากแหล่งกำเนิด s ไปหาผู้สังเกต o โดยกำหนดทิศนี้เป็นทิศ + เสมอ
ข. ถ้า ?0 หรือ ?s มีทิศตามเวกเตอร์ที่กำหนด ให้แทนค่าลงในสูตรเป็นค่า +ได้เลย ถ้า ?0 หรือ ?s มีทิศสวนทางกับเวกเตอร์ที่กำหนด ต้องแทนค่าด้วยค่าติดลบไปในสูตร
ค. ถ้ามีลมพัดมาเกี่ยวข้อง จะทำให้อัตราเร็วของเสียงเปลี่ยนไป ในการคำนวณทุกสูตรต้องเปลี่ยน u
เป็น u ? ? m เมื่อ ? m คือ ความเร็วของลมพัด
โดย ถ้าลมพัดเข้าหาผู้สังเกต ให้ใช้ u + ? m ถ้าลมพัดออกจากผู้สังเกต ให้ใช้ u - ? m
ดังนั้น กรณีที่มีลมพัด จะได้สูตรจะเป็นดังนี้
หมายเหตุ 1. ถ้าผู้สังเกตหยุดนิ่ง จะได้ ?0 = 0 , ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงอยู่นิ่ง จะได้ ?s = 0
2. ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์จะเกิดขึ้นเมื่อมีอัตราเร็ว ?0 และ ?s ตัวใดตัวหนึ่งหรือทั้งสองตัวอยู่
ในแนว o และ s ไม่มีอัตราเร็วเลย จะไม่เกิดปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ ความถี่ที่ผู้สังเกต
ได้รับจะเท่ากับความถี่ของแหล่งกำเนิดเสียง
3. ผู้สังเกตจะได้ยินเสียงความถี่สูงสุดเมื่อผู้สังเกตและแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่เข้าหากัน และจะได้ยิน
เสียงมีความถี่ต่ำสุดเมื่อเคลื่อนที่ออกจากกัน