理科の雑学㊸【スピードガンってどうやって測っているの?】
野球でピッチャーが投げるボールのスピードを測ったり,自動車の速度違反を取り締まるために使われたりするスピードガン.
実は,スピードガンの原理は,救急車のサイレンの音が変化することで有名な「ドップラー効果」が使われている.
動いているボールや自動車に向けてスピードガンが電波を発するとする.
ボールや自動車がスピードガンに向かってきているとすると,スピードガンが発する電波の周波数よりボールや自動車が反射する周波数が高くなる(←隣の波との距離が縮まる).
以下で分かりやすく解説する.
スピードガンが電波を発し続けているとき,ボールや自動車が止まっているとする.するとこれらは,スピードガンが発する電波と同じ数の波を同じ周波数で反射する(つまりそのままの波の形で反射するってこと).
一方,ボールや自動車がスピードガンに向かって動いているときには,反射する電波の数は止まっているときと同じなのだが(これはスピードガンが発する電波が同じなので当たり前),スピードガンとの距離が縮まっていくので隣の波との距離が小さくなるのだ.
波の密度が増したイメージだ.
波の密度が増す→周波数が高くなることなので,前の方からスピードガンで動くものを測ったときには周波数が高くなった分,速いスピードであると認識することができる.
(後ろから測るならば,スピードが出ていればその分遠ざかるので,波の密度が小さくなり周波数は低くなる.)
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