「ピーポーピーポー」と大きなサイレンを鳴らし、
急病や事故の時に大活躍してくれる救急車。
私たちが安心して生活するために、なくてはならないものですよね。

でも
「救急車が近づいてきて通り過ぎるときの音って、なんか変」
と感じたことはありませんか?



救急車が遠くのほうから近づいてくると、サイレンの音は高くなってきて、
通り過ぎた瞬間から、サイレンの音は低くなるんですよね。


いったいどうして、こんな現象が起こるのでしょう?
ここでは、この現象について解説していきます。



この現象は
「音」が「波」だということと、
「救急車が動いている」
ということが関係しあって起きている現象なんです。

音ってなに?音にも色々あるけれどのページでも説明したように、
「音」
というのは、空気が振動して伝わる「波」です。

この「音」の「波」は、
音を発生させるもの(救急車)が動くと、
音(救急車の音)の周波数が変化して聞こえます。


言葉だけで説明しても、なかなかイメージがつかめないと思います。
では、下の図を見ながら少しづつ考えていきましょう。



まずは、
救急車が動いていないときを考えてみたいと思います。
救急車が動いていないときにサイレンを鳴らした場合の、
音波の伝わり方を示してみました。






救急車が動いていないときは、
音波はどの方向にも同じ間隔で伝わります。

「音波と音波の間隔」がポイントです。


この状態で、救急車のサイレンを聞くと、
どの場所でも同じように聞こえます。



今度は
救急車が動いているときを考えてみたいと思います。
救急車が動きながらサイレンを鳴らした場合の、
音波の伝わり方を示してみました。






救急車の前は音波の間隔が小さく、
救急車の後は音波の間隔が大きくなっています。


サイレンの音波の中心は、
救急車が動いているから、救急車が動いた分だけずれます。
さらに救急車が動いて、救急車が動いた分だけさらにずれると、
サイレンの音波の中心は、救急車が動いた分だけ少しずつずれていきます。


この状態で、救急車のサイレンを聞くと、
聞く場所によって違って聞こえます。



音波と音波の間隔が違うということは、
どういうことを意味しているのでしょうか?

下の図をご覧ください。











周波数が
100Hz200Hzの波を示してみました。

2つの波を見比べると、波と波の間隔が違うことがわかると思います。
周波数の高い200Hzの音波(高い音)の方が、波と波の間隔が狭いです。


つまり、

音波と音波の間隔が狭いところは音が高く

音波と音波の間隔が広いところは音が低く
なっているということになります。

だから、

波と波の間隔が狭くなっている救急車の前側ではサイレンは高い音に聞こえ、
波と波の間隔が広くなっている後ろ側ではサイレンは低く聞こえ
るのです。

このような現象が起こっているため、

救急車が遠くのほうから近づいてくると、サイレンの音は高くなってきて、
通り過ぎた瞬間から、サイレンの音は低くなるんです。


この現象を
「ドップラー効果」と言います。
結構有名なので、聞いたことがある方もいると思います。

救急車のサイレンだけでなく、パトカーのサイレン、
踏切の音などでも同じ現象は起こっています。



最後に、この「ドップラー効果」は、光でも同じ現象が起こります。

緑色の光を出すものが、光と同じくらいの速さで動いていたら、
の色、例えばで見えたりすることもあるそうです。

これを
「光のドップラー効果」と言って、
天文学の世界では、よくある現象なんだそうです。
見える色が変化する。
原理はわかっても、不思議ですね



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