구급차가 사이렌을 울리며 다가올 때는 높은 음이 들리다가 멀어지면 갑자기 음이 낮아지게 되는데요. 이런 현상이 나타나는 원리는 무엇인가요?

Question

구급차가 사이렌을 울리며 다가올 때는 높은 음이 들리다가 멀어지면 갑자기 음이 낮아지게 되는데요. 이런 현상이 나타나는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

구급차가 사이렌을 울리며 다가올 때는 높은 음이 들리다가 멀어지면 갑자기 음이 낮아지게 되는 현상은 소리를 내는 음원이 이동함에 따라 관찰자가 느끼는 소리의 주파수가 변하는 도플러 효과 때문입니다.

소리는 공기라는 매질을 타고 일정한 간격으로 퍼져나가는 파동인데, 구급차가 정지해 있을 때는 사방으로 동일한 간격의 파동이 전달되지만, 구급차가 움직이기 시작하면 소리 파동의 간격이 이동 방향에 따라 달라집니다. 다가올 때는 구급차가 소리를 내며 관찰자 쪽으로 진행하면, 소리 파동이 전방으로 밀리면서 파동 사이의 간격이 촘촘하게 압축되어, 파장이 짧아지면 주파수가 늘어나 음높이가 높게 들립니다. 반면, 멀어질 때는 구급차가 관찰자를 지나쳐 멀어지면, 뒤쪽으로 퍼지는 소리 파동은 구급차가 멀어지는 속도만큼 뒤로 길게 늘어나고, 파장이 길어지면 주파수가 떨어져 음높이가 낮게 바뀝니다.

Answer 2

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

구급차가 다가올 때 사이렌 소리가 높기 들리다가 멀어질때 낮게 들리는 현상을 도플러 효과 라고 합니다.

소리는 공기를 타고 퍼져나가는 파동 입니다. 소리는 파동의 한 종류 인데 1초에 몇번 파동이 몇번 치느냐를 주파수/진동수 라고 하는데 이에 따라 음의 높낮이가 결정됩니다. 진동수가 많으면(파장이 짧음) 높은음으로 들리고 진동수가 적으면(파장이 짧음) 낮은 음으로 들립니다.

구급차가 나에게 다가올때는 소리는 파동을 쫒아가며 다음 소리 파동이 나오기 때문에 내 눈앞에서는 도달하는 파장ㄴ이 짧게 압축이 되어 들립니다. 그래서 진동수가 많아지면서 더 높은음으로 들립니다.

구급차가 나에게 멀어질때는 반대 현상이 나타나면서 내 귀에 들어오는 파동사이의 간격이 늘어지게 됩니다. 그래서 진동수가 적어지면서 낮은음으로 변하게 됩니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)