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ドップラー効果計算

Q: 音源または観測者の速度は省略できますか？

はい。 どちらも既定はゼロです。省略すると媒質に対して静止した音源と観測者をモデル化します（波速が非ゼロなら周波数シフトなし）。

Q: 光の相対論的ドップラー効果ですか？

いいえ。 媒質中の波（例：音）の古典式です。相対論的光ドップラーは別の式を用い、媒質の静止系を同じようには使いません。

音速343 m/sの空気中を440 Hzの音源が20 m/sで近づくと、聞こえる音は約6%高くなります。波の速さと、音源と観測者の動きを入力すると、観測される周波数とそのずれが分かります。ブラウザで無料で使えます。

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データは端末の外に出ません

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

音源が放射する周波数 f: 440
波速: 343
音源速度: 20
観測者速度: 0

結果

観測周波数: 467.2445820433
周波数シフト: 27.2445820433
相対シフト: 0.0619195046
比: 1.0619195046

ドップラー効果の計算ツールは、音源の周波数、媒質中の波速、ならびに音源と観測者の視線方向の速さを、聞き手や測定器が実際に得る周波数へ変換します。ここで用いる古典的な式は、fプライムが f に（v ＋ vo）／（v − vs）を掛けたものに等しい、という形です。教室でよく使う符号の約束では、観測者が音源に近づくとき vo を正、音源が観測者に近づくとき vs を正とします。ツールは観測周波数、絶対シフト、相対シフト、倍率、青方偏移または赤方偏移の短いラベル、および段階的な代入を返し、宿題の検算や単体テストを監査可能なままにします。

古典的ドップラー公式の意味

媒質中を有限の速さで進む波 — 空気中の音波は教室の定番例です — について、観測者が測る周波数は、その媒質に対する音源と観測者の運動に依存します。音源が周波数 f を放射し波速が v のとき、観測周波数は fプライム＝ f ×（v ＋観測者成分）／（v − 音源成分）です。

観測者速度が正とは、視線に沿って観測者が音源へ近づくことを意味し、波面に出会う回数が増え観測周波数が上がります。音源速度が正とは、音源が観測者へ近づくことを意味し、前方の波長が短くなりやはり観測周波数が上がります。両速度がゼロなら比は 1 でシフトはありません。

音源が波速に近い速さで近づくと分母が小さくなり観測周波数は限りなく大きくなります。ちょうど等しいときは式が未定義となり、本ツールは入力を拒否します。逆方向の運動は赤方偏移を生み、観測周波数は下がり周波数シフトは負になります。

教師は算術経路と同様に波速ゼロの拒否も重視します。v をゼロにした学習者は伝播波モデルの領域を離れているからです。

実務のヒント、限界、関連検索

比や積がソルバーが拒否する非有限結果へ溢れないよう、速度と周波数を公開された絶対範囲内に保ってください。クライアントを制御できる場合は事前整形した文字列より数値を送ります。数値文字列は厳密な有限数値パターンに一致する場合のみ受け付けます。

単位は一貫させます。周波数がヘルツ、速度がメートル毎秒なら、観測周波数とシフトもヘルツです。v, vo, vs が同じ系を共有する限り、式は速度の単位について斉次です。授業では例を組み合わせます。

本ランディングはドップラー効果計算・観測周波数・周波数シフトを検索する人向けであり、真空中の光の相対論的ドップラー、気象レーダの dual-Doppler 処理、完全な波動方程式ソルバーではありません。すでに f, v と 2 つの視線速度があり古典的シフトだけが必要なときに本機能を選びます。文章題なら先に 4 数を抽出し速度を同一単位に揃えます。

活用例

音波ドップラーの宿題検算

生徒が教科書問題から f・空気の速さ・符号付き音源／観測者速度を入力し、手書きの fプライムと Δf を提出前に決定的な結果と照合します。

物理エンジン補助の単体テスト

接近・後退・静止の既知ケースと波速ゼロの意図的拒否を生成し、ゲームやシミュレーション音響のコーディング型演習の期待値に使います。

信号処理パイプライン前の事前確認

パイプラインはまず古典的な観測周波数と相対シフトを計算し、ドップラー領域が期待する接近または後退運動と一致する場合にのみ検出閾値へ分岐します。

よくある質問

このドップラー計算はどの公式を使いますか？

媒質中の波の古典式 f' = f · (v + vo) / (v − vs) です。vo は観測者が音源へ向かうとき正、vs は音源が観測者へ向かうとき正です。

音源または観測者の速度は省略できますか？

はい。どちらも既定はゼロです。省略すると媒質に対して静止した音源と観測者をモデル化します（波速が非ゼロなら周波数シフトなし）。

光の相対論的ドップラー効果ですか？

いいえ。媒質中の波（例：音）の古典式です。相対論的光ドップラーは別の式を用い、媒質の静止系を同じようには使いません。

速度のプラスとマイナスはどういう意味ですか？

観測者は音源に近づく向き、音源は観測者に近づく向きがプラスです。どちらの場合も観測される周波数は上がり、逆向きに動くと下がります。

音源が波の速さ近くで近づくとどうなりますか？

式の分母がとても小さくなり、観測される周波数は限りなく大きくなります。音源の速さが波の速さとちょうど同じだと式が定義できないため、その入力は受け付けません。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/doppler-effect

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/doppler-effect \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"source_frequency":440,"wave_speed":343}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/doppler-effect", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "source_frequency": 440,
    "wave_speed": 343
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/phys/doppler-effect",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "source_frequency": 440,
    "wave_speed": 343
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/doppler-effect", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"source_frequency":440,"wave_speed":343}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"source_frequency":440,"wave_speed":343}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/doppler-effect", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "source_frequency": 440,
  "wave_speed": 343
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.doppler_effect",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

制限

max_abs 1000000000000

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

波速がゼロのときは伝播する波がないため、API はゼロ除算や架空の極限ではなく明確な invalid_input を返します。経路は純粋な決定的算術であり、ネットワークも乱数種も壁時計依存もなく、無料のブラウザ実行とプリペイド API は固定小数丸めのあと毎回同じ JSON を返します。

古典的ドップラー公式の意味

検証経路は公開フィールドと同じ固定丸めで分子・分母・比・観測周波数・シフトを再計算し、成功応答には常にテストやワークシートで断言できる手順が付きます。

API の呼び出し方と返却内容

音源周波数と波速はどちらも非ゼロである必要があり、絶対値が 1×10⁻¹⁵ 以下の値はゼロとみなして拒否します。必須の有限数 2 つと任意の速度 2 つを含む JSON 本体を送ってください。必須は source_frequency（別名 f, freq, f0, frequency）と wave_speed（別名 v, medium_speed, c, speed）です。任意は source_velocity（別名 vs, v_source, source_speed）と observer_velocity（別名 vo, v_observer, observer_speed）で、省略時はそれぞれゼロです。絶対値は公開上限の 1 兆以内に保ち、Worker とブラウザ上の IEEE 倍精度で中間積が有限になるようにします。分母 wave_speed − source_velocity も非ゼロでなければなりません。成功時は丸めた入力をエコーし、observed_frequency を fプライム、frequency_shift を fプライム − f、relative_shift をその差／f、ratio を倍率、formula を古典的な文字列、sign_convention を正が接近方向であることの一行注意、regime を blueshift・redshift・unchanged、message を短い英語要約、steps を代入行の順序付き配列に設定します。欠落フィールド、非有限数、絶対限界外、波速ゼロ、音源周波数ゼロ、ドップラー分母ゼロなど検証失敗は invalid_input を返し課金されません。料金は成功リクエストごとに定額 $0.002 で、単価の限界費用はゼロです。

実務のヒント、限界、関連検索

v ＝ 343、f ＝ 440 で音源と観測者が静止ならシフトはゼロ、音源が近づくと fプライムは上がり、観測者が遠ざかると下がり、wave_speed ＝ 0 は invalid_input の硬い経路を示します。invalid_input を返す失敗タスクはプリペイド残高を消費しないため、学習者が意図的に波速をゼロにする探索スクリプトも安価に保てます。検算は簡単です。（ v ＋ vo）／（v − vs）を手計算し f を掛け、同じ 12 桁丸めの範囲で公開 observed_frequency と一致することを確認します。

技術的な質問

波速がゼロのときどうなりますか？

伝播する波がないためドップラー式は未定義です。本ツールはゼロ除算ではなく invalid_input を返します。

ドップラー効果計算は無料ですか？

ブラウザツールは無料でローカル実行です。API 呼び出しは成功リクエストごとに KIT プリペイド残高から $0.002、失敗は課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

ドップラー効果計算

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古典的ドップラー公式の意味

実務のヒント、限界、関連検索

活用例

音波ドップラーの宿題検算

物理エンジン補助の単体テスト

信号処理パイプライン前の事前確認

よくある質問

関連ツール

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エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

制限

エラー

技術的な注記

古典的ドップラー公式の意味

API の呼び出し方と返却内容

実務のヒント、限界、関連検索

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