4. Hiệu ứng Đốp – ple.

* Công thức tổng quát: .

     Máy thu chuyển động lại gần nguồn thì lấy dấu "+" trước v_M, ra xa thì lấy dấu "-".

     Nguồn phát chuyển động lại gần nguồn thì lấy dấu "-" trước v_S, ra xa thì lấy dấu "+".

* Phương pháp giải:

      Để tìm các đại lượng liên quan đến hiệu ứng Đốp-ple ta viết các biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết (chú ý đến việc lấy dấu trước vận tốc của nguồn và của máy thu, còn tần số âm do vật phản xạ phát ra chính là tần số âm do vật phản xạ thu được) từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm.

* Bài tập minh họa:

1. Để kiểm chứng hiệu ứng Đốp-ple, người ta bố trí trên một đường ray thẳng một nguồn âm chuyển động đều với tốc tộ 30 m/s, phát ra âm với tần số xác định và một máy thu âm đứng yên. Biết âm truyền trong không khí với tốc độ 340 m/s. Khi nguồn âm lại gần thì máy thu đo được tần số âm là 740 Hz. Tính tần số của âm mà máy thu đo được khi nguồn âm ra xa máy thu.

2. Một người cảnh sát giao thông đứng ở một bên đường dùng còi điện phát ra âm có tần số 1020 Hz hướng về một chiếc ô tô đang chuyển động về phía mình với tốc độ 36 km/h. Sóng âm truyền trong không khí với tốc độ 340 m/s. Xác định tần số của âm của tiếng còi mà người ngồi trong xe nghe được và tần số âm của còi phản xạ lại từ ô tô mà người cảnh sát nghe được.

3. Một người cảnh sát giao thông đứng ở bên đường dùng một thiết bị phát ra âm có tần số 800 Hz về phía một ô tô vừa đi qua trước mặt. Máy thu của người cảnh sát nhận được âm phản xạ có tần số 650 Hz. Tính tốc  độ của ô tô. Biết tốc độ của âm trong không khí là 340 m/s.

4. Một người cảnh sát đứng ở bên đường dùng súng bắn tốc độ phát ra một ín hiệu dạng sóng âm có tần số 2000 Hz về phía một ô tô đang tiến đến trước mặt. Máy thu của người cảnh sát nhận được âm phản xạ có tần số 2200 Hz. Biết tốc độ âm trong không khí là 340 m/s. Tính tốc độ của ô tô.

5. Một người đang ngồi trên ô tô khách chạy với tốc độ 72 km/h nghe tiếng còi phát ra từ một ô tô tải. Tần số âm nghe được khi hai ô tô chuyển động lại gần nhau cao gấp 1,2 lần khi hai ô tô chuyển động ra xa nhau. Biết tốc độ của âm thanh là 340 m/s. Tính tốc độ của ô tô tải.

6. Một con dơi đang bay với tốc độ 9 km/h thì phát ra sóng siêu âm có tần số 50000 Hz. Sóng siêu âm này gặp vật cản đang đứng yên phía trước và truyền ngược lại. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s. Tính tần số sóng siêu âm phản xạ mà con dơi nhận được.

7. Một máy đo tần số âm chuyển động với vận tốc u đến gần một nguồn âm đang phát ra âm có tần số f₀ đối với đất, máy đo đo được âm có tần số là f₁ = 630 Hz. Khi máy đo chạy ra xa nguồn âm với vân ttốc trên thì tần số đo được là f₂ = 560 Hz. Tính u và f₀. Lấy vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s.

* Hướng dẫn giải và đáp số:

1. Ta có: f' = f; f'' = f ð f'' =  = 620 (Hz).

2.   Tần số âm của còi mà người ngồi trên ô tô nghe được: f' = f = 1050 Hz.

      Tần số âm của còi phản xạ từ ô tô mà người cảnh sát nghe được: f'' = f' = 1082 Hz.

3. Âm phản xạ từ ô tô có: f' = f. Âm máy thu, thu được có: f'' = f' = f

ð v_ôtô = = 35,2 m/s = 126,6 km/h.

4. Âm phản xạ từ ô tô có: f' = f. Âm máy thu, thu được có: f'' = f' = f

ð v_ôtô = = 16,2 m/s = 58,3 km/h.

5.   Khi hai ô tô chuyển động lại gần nhau: f' = f. Khi hai ô tô chuyển động ra xa nhau: f'' = f

ð  = 1,2 =  ð v_t =  = 10,97 (m/s) = 39,5 (km/h).

6.   Tần số sóng siêu âm phản xạ: f' = f.

      Tần số sóng  siêu âm dơi thu được: f'' = f' = f = 50741 Hz.

7. Khi máy đo chuyển động lại gần: f₁ = f₀. Khi máy đo chuyển động ra xa: f₂ = f₀.

ð  = 1,125 =  ð u = = 20 m/s; f₀ = f₁ = 595 Hz.