Effetto doppler - Fisica del suono

Si chiama effetto Doppler il fenomeno che si verifica quando o la sorgente sonora o l'ascoltatore sono in movimento: il classico esempio che viene sempre fatto è quello dell'ambulanza. Facciamo riferimento alla figura seguente che descrive le tre situazioni di nostro interesse. Nella prima situazione, immaginiamo che l'ambulanza sia ferma e che la sirena emetta un suono che, essendo di una certa frequenza, genera dei fronti d'onda a distanza costante l'uno dall'altro:

Effetto Doppler

Quando invece il mezzo è in movimento e si avvicina all'ascoltatore, la stessa sirena genera un suono con dei fronti d'onda più ravvicinati rispetto a quando il mezzo era fermo perché muovendosi comprime i fronti d'onda. Dato che ora i fronti d'onda sono più ravvicinati percepiamo una frequenza più alta cioè un suono più acuto. Quando il mezzo ci supera, allontanandosi distanzia i fronti d'onda e dunque in questa fase percepiamo un suono più grave perché ci arriva una frequenza più bassa.

Il suono seguente illustra quanto finora esposto:

Esempio sonoro 1.6. Effetto doppler (sorgente: macchina con clakson) [Traccia 16]

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L'esempio precedente riproduce una delle più classiche manifestazioni dell'effetto doppler.

Nel seguente esempio invece il suono è stato ottenuto prendendo una singola sorgente sonora (di frequenza pari a 500 Hz) e simulando il suo movimento rispetto ad un ascoltatore fisso mediante un opportuno algoritmo matematico^[3].

Esempio sonoro 1.7. Sinusoide di frequenza pari a 500 Hz [Traccia 17]

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Esempio sonoro 1.8. Effetto doppler (sorgente: 500 Hz) [Traccia 18]

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Come è possibile notare, quando la sorgente si avvicina all'ascoltatore, viene percepito un suono più acuto rispetto a quello originario in quanto i fronti d'onda vengono 'compressi'. Quando invece la sorgente oltrepassa l'ascoltatore, i fronti d'onda si distanziano e il suono percepito è meno acuto di quello a 500 Hz.