Kalbant apie garsą, priimta minėti ne garso bangų ilgi, o dažnį. Juo dažnis (virpesių per sekundę skaičius) didesnis, tuo garsas aukštesnis. Garsas žemesnis, kai virpesių dažniai žemi.
Ar važiuojant traukiniu jums teko girdėti, kaip kinta priešpriešais atvažiuojančio traukinio lokomotyvo švilpimo garsas? Jeigu stovite nuošalyje toli nuo geležinkelio ir girdite pravažiuojančio traukinio lokomotyvo švilpimą, tai jokio garso kitimo nepastebėsite. Bet jeigu važiuojate traukiniu ir girdite priešpriešinio lokomotyvo švilpimą, tai atkreipkite dėmesį, kaip kinta jo tonas.
Švilpimas girdimas neilgai, gal 2-3 sekundes, bet ir per tą trumpą laiką galima suvokti, kad iš pradžių jo garsas aukštas, o kai priešpriešinis lokomotyvas, šmėkštelėjęs pro jūsų vagoną, nutolsta nuo jūsų, garsas žemėja. Gaunamas kaukimas, panašus į garsą ,,IUAAAA”. Garsas A yra žemesnis už I.
Švilpimo garsas pats savaime nekinta, bet jūs jį girdite skirtingai, kai artėjate prie jo ir kai tolstate nuo jo. Pasistenkime suprasti, kodėl taip yra. Traukiniu važiuojate 60 kilometrų per valandą greičiu. Priešais gretimais bėgiais lekia traukinys tokiu pat greičiu. Pravažiuodamas pro jus, jo lokomotyvas švilpia. Paprastumo dėlei tarkime, kad švilpiantis lokomotyvas stovi vietoje, o jūsų traukinys artėja prie jo 120 kilometrų per valandą greičiu.
Mūsų samprotavimų tai nekeičia. Nuo lokomotyvo švilpuko garso bangos sklinda į visas puses. Jos eina ir pas jus, žinoma, vienodu greičiu, o jūs lekiate prieš jas. Tarkime, jeigu stovėtumėte vietoje, per sekundę jus pasiektų 1000 bangų, bet kadangi jūs patys greitai judate priešais jas, tai per vieną sekundę sugaunate” jau ne 1000, o kur kas daugiau bangų, na, tarkime, 1200.
Kad bangos ,,sutilptų” vienoje sekundėje, jos sutrumpėjo, o virpesių dažnis, žinoma, padidėjo. Dabar per sekundę įvyksta ne 1000, o 1200 virpesių. Didėjant dažniui, garsas visada aukštėja, todėl mums atrodo, kad švilpuko garso tonas yra aukštesnis, negu iš tikrųjų jis yra prie garso šaltinio.
Kai, pravažiavę švilpiantį lokomotyvą, greitai tolsite nuo jo, tai per sekundę garso bangų dabar gausite mažiau. Vadinasi, garso dažnis sumažėjo ir garso tonas pažemėjo. Atsiminkite, kad visa tai dedasi tik judant, kai dideliu greičiu arba važiuojate prieš garsą, arba tolstate nuo jo.
Bangų virpesių dažnio kitimas, kai stebėtojas ir bangų šaltinis juda arba vienas prieš kitą, arba į skirtingas puses vienas nuo kito, pavadintas ,,Doplerio efektu” (austrų fiziko ir astronomo Kristiano Doplerio pavarde). Šį reiškinį jis pirmasis atrado ir paaiškino 1842 metais.
APMĄSTYMAI PRIE ŠUKŲ
Skersinės bangos ilgis matuojamas nuo keteros iki keteros arba nuo įdubos iki kaimyninės įdubos. Išilginių virpesių bangos ilgis matuojamas nuo labiausiai suspaustos dalies iki kaimyninės tokios pačios suspaustos dalies arba nuo labiausiai išplėstos” dalies iki tokio paties kaimyninio ruožo.
Paimkite kišenines šukas. Vienoje šukų pusėje dantys yra tankesni negu kitoje. Tarkime, kad šukų dantys vaizduoja schemišką išilginių bangų piešinį. Danties storis ir tarpas iki sekančio danties tai vienos ,,bangos” ilgis. Suskaičiuokite, kiek tokių ,,bangų” tenka vienam centimetrui.
Vienoje šukų pusėje vienam centimetrui tenka 4 dantys ir 4 tarpai, tai yra 4 bangos. Kitoje pusėje vienam centimetrui tenka 7 dantys ir 7 tarpai, tai yra 7 ,,bangos”. Į klausimą, kur dantų tankis didesnis, negalvodami atsakysite, kad ten, kur vienam centimetrui tenka 7 dantys.
Turbūt pastebėjote: juo mažesnis dantų tankis, tuo mažiau dantų tenka vienam centimetrui, tuo dantys storesni ir tarpai tarp jų platesni. Kitoje šukų pusėje, kur dantų dažnis didesnis, ten ir dantys plonesni, ir tarpai siauresni. Vadinasi, ,,bangu” ilgiai pirmojoje šukų pusėje didesni negu antrojoje ir jie priklauso nuo dantų dažnio.
Apie garso ir elektromagnetinių virpesių dažnį sprendžiama pagal virpesių skaičių per vieną sekundę. Jeigu virpesiai sklinda pastoviu greičiu, tai juo daugiau įvyksta pilnų virpesių per sekundę, tuo trumpesnės bangos. Ir atvirkščiai, juo mažiau virpesių per sekundę, tuo bangos ilgesnės.
