너에게 갈 땐 더 큰소리로, 도플러 효과

서론

길을 지나다 보면 경찰차나 구급차가 멀리서 다가올 때 점차 소리가 커졌다가 지나가고 난 이후에는 소리가 작아지는 현상을 경험해본 적이 이었을 것입니다. 소리는 파동의 형태로 움직이게 되는데, 이 음파 파동의 지속적인 변화 때문에 소리가 커졌다가 낮아지게 되면서 이러한 현상이 나타나게 되는 것입니다. 이번에는 너에게 갈 땐 더 큰소리로, 도플러 효과에 대해 알아보겠습니다.

 

도플러효과란?

도플러효과란 파원과 관측자의 상대적인 운동으로 관측되는 음파의 진동수가 달라지는 현상을 뜻합니다. 주로 소리나 빛에 적용되지만 다른 파동 형태에도 적용될 수 있습니다. 도플러효과는 1842년 오스트리아의 물리학자 크리스티안 도플러에 의해 처음 제시한 물리 현상입니다.

 

어떻게 일어나는 것일까?

먼저 파동의 속도는 주파수와 파장의 곱으로 표현할 수 있습니다. 관측자와 파동의 발생지점이 가까워지면 파장이 압축되어 짧아지게 되고 이 때문에 파동의 속도는 고정인 상태이기 때문에 주파수가 높아지게 됩니다. 주파수가 높아지게 되면 소리가 더 크게 들리기 때문에 이러한 현상이 일어나게 되는 것입니다. 반대 상황도 역시 마찬가지로 음원이 멀어지게 되면 파장이 길어지게 되어 주파수가 작아져 낮은 소리로 들리게 됩니다. 빛도 도플러 효과가 관측되는데, 이는 천체학적 물체가 우리에게서 멀어지거나 가까워질 때를 생각해 볼 수 있습니다.

도플러 효과