驚き!ドップラーを自宅で体感!スマホでできる科学実験

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今日は自宅で簡単にドップラー効果の実験を行う方法を紹介します!(^^)

ドップラー効果って何?

みなさんはドップラー効果をご存知ですか?
救急車が近づいてくるときに高い音が、遠ざかるときに低い音が聞こえる現象を
ドップラー効果といいます。

こちらの動画を御覧ください。音に注意して聞いてみてくださいね。

このドップラー効果という現象は、高校物理で出てくるのですが、音が波の現象であることによって、
起こっています。こちらのフラッシュを御覧ください(スマホでは見れないので、ぜひPCで御覧くださいね)

高校物理のイメージ教材 より
http://www.miyazaki-catv.ne.jp/~yuasa1436/flash/Doppler_effect.swf

赤の点が救急車だと思って下さい。救急車が止まっているときには、音と音の間がどこからみても等間隔です。

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しかし救急車が右に動き始めると、

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このように、右側のほうが音波の間隔が狭くなります。
これは救急車の前方では高い音が聞こえるということと関係があり、
後方では低い音が聞こえるということと関係があります。

このようなドップラー効果について、今回はスマートフォン使って
自宅で簡単に演示実験をする方法について紹介します!

ご自宅でお子さんと楽しんでみて下さい(^^)

科学のレシピ

教材として、ドップラー効果専用の音叉というものが売られています。

非常に高価なものですが、叩いて少し動かすと、ドップラー効果を感じることができます。学校にある普通の音叉では早く振っても、ドップラー効果を感じることはできません

これは、音の高さと関係があります。ドップラー効果用の音叉は2000Hzほどあり、叩くとキーンという高い音が聞こえます。この領域の波長の変化を、耳が敏感に感じ取るのだそうです。

それならば、スマホで同じように2000Hzの音を出して動かしてみたらうまくいくのではないか!

用意するもの:
iPhone、iOSアプリ「トーンジェネレーター

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手順:

1 トーンジェネレーターを使って、2000Hzの音を出す。

2 スマホを前後に動かして、ドップラー効果が起こっているかどうかを確認する。

3 回転テーブルがあれば、その上にのせてみる。ドップラー効果を確認する。

結果:

こちらの動画をご覧ください。自宅では行いにくいのですが、回転テーブルにのせた様子を撮影しました。

いかがでしたでしょうか。回転テーブルに乗せると演示もしやすいですよね!

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近寄ってくるときには高い音に、

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遠ざかるときには低い音に聞こえます。

自宅では回転テーブルはないとおもいますので、単純に手でもって前後に動かしてみてください。正面にたった人には、音程が変化して聞こえます。

簡単な実験ですので、ぜひ試してみてくださいね!(^^)

この実験は、高校物理復習帳で紹介しました。特設ページはこちらです。合わせて御覧ください。

大人のための高校物理復習帳【特設ページ】
大人のための高校物理復習帳 このページは『大人のための高校物理復習帳』(講談社)の特設ページです。本書で紹介した自宅でお子...

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科学の情報はこちらにも掲載しています。


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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。

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