スピードガンのテストは、なぜ音叉でできるのか？

質問

スピードガンのテスト方法の原理に関する質問です。

先日、野球の投球を計測するスピードガンのテストを見ました。
実際の投球を計測する訳ではなくて、音叉をスピードガンの前で鳴らして、指定の球速表示がされれば、合格と言うことでした。

スピードガンは、電波を発して計測するタイプですが、なぜ音叉でスピードガンのテストができるのでしょうか？
よろしくお願いします。

回答No.3

moby_dick · ベストアンサー

音とか、音の振動数のことでなく、
音さのその振動する部分自体の運動を使っていると思える。

細かいが、音さの振動する部分は前後に運動している訳で、
電波が当たり、そのそれぞれの速さはドップラーシフトした振動数として計測される。
（ドップラーシフトした振動数は、近づくのと、遠ざかるのがあるが、区別が出来る筈）

音さの振動する部分の運動の速さは、その音さの特性として決まっているので可能ということか。

お礼

お礼が遅くなってすみません。

なるほど、音叉の運動スピードを計測している、ということですね。
ありがとうございました。

回答No.4

12kokuki

No.1です。
すいません。。多分…間違えています（苦笑）
今考えてみると、音叉で受信周波数を発生させるのはおそらく無理ですね。。
変移した周波数と考えれば・・・なんとか・・・かもしれないですが、おそらく無理です。。

＞スピードガンから出る電波は、どのような現象で１０５キロ分の周波数の差を生じるのでしょうか？

ですが、「ドップラ効果」で検索をかければ出てきますよ＾＾

お礼

＞変移した周波数と考えれば・・・なんとか・・・かもしれないですが、おそらく無理です。。

電波と音叉で、影響し合い、周波数の差を生じるということなんでしょうね。
皆さんからいただいたヒントを元に、勉強をしてみようと思います。

ありがとうございました。

回答No.2

ymmasayan

ご質問は電波を使っているのに何故音波で較正できるのかと言うことでしょう。
スピードガンでは、発射周波数の精度、差の周波数の検出精度、カウンターの精度、カウンターの測定時間の精度が重要でしょう。
発射周波数の精度は簡単に測定できます。
残りの部分は音叉の音をマイクなどで拾って差の周波数信号の代わりとして扱い
カウンターの精度チェックをしていると推定されます。

なおスピードガンは車のスピード違反の取締りと同じ10.525GHzが使われているらしいです。
秒速３０ｍなら時速１０８ｋｍです。
10.525ＧＨｚで進んでくる波が1秒間に３０ｍ分押し戻されるわけですね。
10,525,000,000×30／300,000,000＝10,525でかろうじて音声帯域です。
半分の時速５４ｋｍ付近なら5,000Hzくらいの音叉でいけそうですね。

お礼

回答ありがとうございました。お礼が遅くなってすみません。

＞ご質問は電波を使っているのに何故音波で較正できるのかと言うことでしょう。
　その通りです。物理は苦手なので、見ていて不思議でした。

＞10,525,000,000×30／300,000,000＝10,525でかろうじて音声帯域です。
　確かに、音叉の音は聞こえるかどうかの高い音でした。
　キャッチャーの返球を拾わないために、８０キロ以下の測定はカットされる設定らしいです。なので、高い音の音叉を使っているのかもしれません。

回答No.1

12kokuki

スピードガンは、ドップラ効果と言うものを利用して計測しています。

ドップラ効果によって発生する送信周波数と受信（対象物に当たり跳ね返ってきた）周波数の差を利用して速度を求めるのです。

実際に投球を測定した場合、速度なんてあいまいなものです。
一定の速度で球を出せる機械であったとしても、摩擦等色々な原因で簡単に速度は変化してしまいます。（ここは専門ではないので間違えててもご容赦を）

ここで、音叉は一定の周波数を出し続けることが出来るものですよね。
ですので、送信周波数と音叉が出す周波数が分かれば、計算で何km/hが出ればいいのか分かりますよね。

それで、音叉を用いてテストをしていたのだと思われます。

お礼

回答ありがとうございます。
お礼が遅くなってすみません。

音叉が一定の振動をすることは分かるのですが。
スピードガンから出る電波は、どのような現象で１０５キロ分の周波数の差を生じるのでしょうか？