Significado de frecuencia negativa de la onda acústica

Question

Supongamos que Alice y Bob están tanto en la celebración de los altavoces que emiten el sonido en una frecuencia $f$. Alice es estacionaria, mientras que Bob se está moviendo hacia Alice a dos veces la velocidad del sonido.

En el caso de Alice, si se me olvida por un minuto que ella es la celebración de un altavoz a sí misma, y sólo pensar en el efecto Doppler de Bob avanzando hacia ella, llego $$f_{\text{effective}}=f\frac{1}{1-\frac{2v_a}{v_a}}=-f$$

No sé lo "negativo" de las frecuencias de significar en el contexto de las ondas de sonido, y así que realmente no sé cómo describir lo que Alice va a escuchar como Bob se vuelve muy cerca de ella.

Yo también no sé cómo el hecho de que ella está emitiendo sonido a una frecuencia $f$ va a afectar, en todo caso, lo que oye.

Y, a partir de Bob perspectiva, llego $f_{\text{effective}}=3f$, que es un poco más significativo, pero no tiene en cuenta el hecho de que Bob está emitiendo el sonido mismo.

Cualquier aclaración que se aprecia.

Answer 1

(Estoy pensando en los altavoces están emitiendo algún tipo de música o algo nonperiodic, la situación se torna un poco aburrido si usted se considera una fuente uniforme)

Esto básicamente significa que Alice no oye nada. Al menos, no hasta que Bob cruces (momento en el que la ecuación no es válida, el $-$ en el denominador se convierte en un $+$). Ella oye un estampido sónico como Bob cruza con ella, y luego escucha dos sonidos a la vez. El primer sonido es lo que está siendo interpretado por Bob después de que él se cruza en su, a una frecuencia $\frac{f}{3}$. La segunda, más interesante el sonido, es que lo que los sonidos se emiten por Bob se escuchan al revés, a una frecuencia $f$ (Esto viene de la $-f$ derivada). Por lo tanto, si Bob estaba jugando Sinfonía de Mozart 23, y pasó a Coldplay Amarillo cuando pasaron Alice, Alice escucha: auge; el Amarillo a un tercio de la cancha y, simultáneamente, la Sinfónica de 23 de jugar hacia atrás. Probablemente sonido horrible ;-)

¿Por qué es esto?

Recuerde, Bob velocidad es mayor que la velocidad del sonido. Así, los frentes de onda emitida por Bob ahora están mucho más cerca de Alice que los frentes de onda emitida en el pasado :

^{Aquí, el punto en movimiento es Bob, y asumir Alice a ser otro punto a la derecha de Bob en su camino.}

El borde del cono que se ve que se forma es la de "sonic boom". Es una región de un rápido ascenso y la caída de presión (presiones extremadamente altas). A la derecha, después de pasar, se ven dos tipos de frentes de onda que pasa Alice. La primera es la "izquierda lados de la circular frentes de onda". Estos han sido emitida después de que Bob pasado, y se playhed normalmente, con un tercio de la frecuencia (color Amarillo en mi ejemplo). El otro tipo es el de la derecha lado de los frentes de onda circulares emitidas antes de que Bob pasado de Alice. Como puedes ver, estos son escuchadas top-down, es decir, los emitidos último se detectan en primer lugar.

Para la comparación, aquí es el mismo diagrama si la velocidad relativa $<v_0$:

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Para resumir, la frecuencia negativas sólo significa que los sonidos que emite en ese momento se escuchó un "retroceso" en un momento posterior--"se refleja" en el momento en que Bob cruza Alice.

BONO: http://what-if.xkcd.com/37/