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कल्पना कीजिए कि आप एक एम्बुलेंस चालक हैं और आपको कारों से भरे एक बड़े शहर की सड़कों पर तेज गति से गाड़ी चलाना है। अब कल्पना करें कि आप फुटपाथ पर भीड़ में से एक हैं। आप क्रॉसिंग पर खड़े हैं और उस क्षण की प्रतीक्षा कर रहे हैं जब सड़क पार करना संभव होगा। लेकिन पहले आपको रेसिंग एम्बुलेंस को छोड़ना होगा।
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उसके सायरन की गर्जना दूर से सुनाई देती है। लेकिन अजीब बात है, रेड क्रॉस के साथ एक कार करीब आती है, सायरन की आवाज जितनी अधिक होती है। जब कार दूर जाने लगती है, तो वही बात दोहराई जाती है, लेकिन इसके विपरीत। जैसे ही कार चली जाती है, सायरन की आवाज़ कम और कम हो जाती है जब तक कि यह पूरी तरह से गायब न हो जाए। इसी समय, एम्बुलेंस चालक कोई भी बदलाव नहीं देखता है। उसके लिए, ध्वनि की गुणवत्ता में परिवर्तन नहीं होता है।
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लेकिन एक बाहरी पर्यवेक्षक सुनता है कि पिच कैसे बढ़ती है और फिर कैसे दूरी के साथ टन घटता है। ध्वनि तरंगें हवा में उसी तरह फैलती हैं जैसे पानी की सतह पर समुद्र की लहरें।
तो वास्तव में क्या होता है। सही कौन सुन रहा है? एक ड्राइवर या एक पैदल यात्री? क्या जलपरी की आवाज़ में बदलाव होता है? दोनों सही हैं। अधिक सटीक रूप से, कोई भी गलत नहीं है: चालक और पैदल यात्री दोनों को वही सुनना चाहिए जो उन्हें सुनना चाहिए। डॉपलर प्रभाव के कारण धारणा में अंतर है। जिसे हम ध्वनि के रूप में सुनते हैं वह वास्तव में हवा के माध्यम से फैलने वाली तरंगें हैं।
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सायरन वायु के अणुओं को कंपित करता है। ध्वनि तरंगें हवा में उसी तरह फैलती हैं जैसे पानी की सतह पर समुद्र की लहरें।एक तरंग दुर्लभता का क्षेत्र है, जो तब संपीड़न का एक क्षेत्र बन जाता है। प्रक्रिया को एक सेकंड में कई बार दोहराया जाता है और फैलता है। यह ध्वनि तरंग है। तरंगों के समान खंड एक-दूसरे के करीब होते हैं, ध्वनि जितनी अधिक होती है, उतनी ही अधिक आवृत्ति होती है।
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हमारे मामले में, जब "तेज" लहर आ जाती है, तो ध्वनि तरंगें पैदल यात्री के लिए एक दूसरे के करीब हो जाती हैं, क्योंकि कार की गति और ध्वनि में वृद्धि होती है। ध्वनि तरंगों के बीच की दूरी जितनी कम होगी, उतनी ही उच्च आवृत्ति और उच्च ध्वनि स्वर होगा। मशीन को हटाने के साथ, बढ़ती दूरी के साथ तरंगों के बीच की दूरी अधिक हो जाती है, अर्थात, आवृत्ति धीरे-धीरे कम हो जाती है और ध्वनि कम हो जाती है। कार में लोग और ध्वनि स्रोत एक दूसरे के सापेक्ष गतिहीन हैं। इसलिए, टॉन्सिलिटी में कोई बदलाव नहीं होता है। आज की रात में होने वाले बदलावों को सुनने के लिए श्रोता और ध्वनि स्रोत को एक दूसरे के सापेक्ष चलना चाहिए।
न केवल ध्वनि तरंगों में डॉपलर प्रभाव
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उदाहरण के रूप में हल्की तरंगें लें। यदि एम्बुलेंस पर जलपरी की जगह पीले रंग का दीपक लगाया जाता है, तो पर्यवेक्षक के पास जाने पर, दीपक का स्पेक्ट्रम नीला पक्ष में बदल जाएगा, और जब लाल को हटा दिया जाएगा। हमारे आस-पास की सामान्य घटनाओं के साथ, विस्थापन दर अपेक्षाकृत कम है, इसलिए हम प्रकाश स्पेक्ट्रम में परिवर्तन को नोटिस नहीं करते हैं। लेकिन अगर एम्बुलेंस की गति प्रकाश की गति के करीब पहुंच रही थी या उसकी तुलना की जा रही थी, तो हम वांछित बदलावों को नोटिस करेंगे।
फ़्रीक्वेंसी एक सेकंड में एक विशिष्ट बिंदु से गुज़रने वाली तरंगों की संख्या है। उच्च आवृत्ति, ध्वनि की उच्चतरता या अधिक नीला प्रकाश बन जाता है।इस मामले में ड्राइवर को सड़क पर लगातार पीली रोशनी दिखाई देती है। लेकिन एक चलती हुई मशीन अपने सामने तरंगों को संकुचित कर लेती है और प्रकाश स्रोत से संपर्क करते समय गतिहीन होने वाले पर्यवेक्षकों को उच्च-आवृत्ति वाली ब्लू साइड की ओर प्रकाश स्पेक्ट्रम की शिफ्ट दिखाई देती है। जैसे ही कार दूर जाती है, पर्यवेक्षक टॉर्च के रंग को नीले से पीले रंग में देखता है। धीरे-धीरे, यह रंग लाल हो जाएगा, क्षितिज के ऊपर से गायब हो जाएगा।