Dopplereffekten

Ljud, är förtätningar och förtunningar av ett medium. Tänk vibrationer som sprider sig. Det sprids genom luften, som vågor. Vi kan inte se dem, men vi kan höra dem. Hörde du?

Ljudet ändrade sig när ambulansen körde förbi. Det blev lägre toner när den hade passerat! Det är väl klart att det låter mindre när ambulansen är längre bort? Nej, inte svagare -- lägre. Alltså, mer bas-ton, och mer diskant när den närmade sig.

Skumt. Wah! Här kommer en till! Ja, de hörde rätt. Hur vi uppfattar ett ljud, påverkas när avståndet mellan det som låter, och den som lyssnar, förändras.

Här kommer en ambulans. Från sirenen skickas ljudvågor ut, som sprids åt alla håll. Ljudvågorna förflyttar sig genom luften med ungefär 340 meter per sekund. Men ambulansen förflyttar sig också! Ljudvågorna framför ambulansen kommer därför lite tätare.

Varje våg blir lite kortare. Kortare våglängd betyder högre frekvens. Och högre frekvens betyder en ljusare ton! När ambulansen har passerat kommer ljudvågorna som går bakåt att spridas ut. Våglängden ökar, och frekvensen minskar.

Ljudet får en lägre ton. Den som upptäckte det här om hur vågor från rörliga källor beter sig hette Christian Doppler. Doppler var en österrikisk matematiker och vetenskapsman som levde på 1800-talet. Efter honom, kallar vi det här fenomenet för Dopplereffekten. Men du!

Hur låter det för den som kör ambulansen? Föraren vet ju inte var vi sitter och lyssnar och det är ju där vi är som ljudet ändras! Exakt. Dopplereffekten upplever du bara när en ljudkälla rör sig i förhållande till dig som lyssnar. Det kan vara ljudkällan som rör sig, eller du själv.

Om avståndet ökar, sjunker tonhöjden och om avståndet minskar, stiger den. Men ambulansföraren rör sig lika fort och åt samma håll som sirenen Avståndet mellan dem förändras inte så hon märker ingen dopplereffekt. Det där, det var dopplereffektens lillebror -- ljudbangen. Den kom från ett flygplan, som åker snabbare än ljudet, ett överljudsplan. När ett flygplan färdas snabbare än ljudet, hamnar ljudvågorna som var på väg framåt bakom planet.

Om du står här och lyssnar, kommer du inte att höra något alls, när planet är rakt över dig. Men vad händer nu? Nu hör du ljudet från flera av ljudvågorna samtidigt. Det blir en rejäl smäll - en ljudbang. På samma sätt som det bildas svallvågor i vattnet efter en båt, bildas en chockvåg bakom ett överljudsplan.

Den består av extremt förtätad och sedan förtunnad luft. Ljudbangen rullar fram över marken bakom planet. Flyger planet lågt över marken, kan den vara så kraftig att den krossar fönsterrutor, och till och med byggnader. Det här att flera olika vågor passerar samma ställe, och påverkar varandra, kallas för interferens. När vågorna går i takt, så att en vågtopp möter en vågtopp, och en vågdal möter en vågdal, förstärker vågorna varandra.

Det kallar vi det för konstruktiv interferens. En ljudbang uppstår när konstruktiv interferens bildas av de tryckvågor som bildas efter något som färdas snabbare än ljudet. Ljud hänger ihop med rörelse. Om det som låter rör sig, i förhållande till dig, kommer det att låta annorlunda än om det inte rör sig. ​ Ah!