剛速球とドップラー効果
～スピードガンの原理～
- #うなり
- #ドップラー効果
- #電磁波
プロ野球選手の剛速球，バックスクリーンにはすぐに球速が表示されます．どうやっているのでしょう？
ご存知のとおりスピードガンによる計測です．計器をボールに向けるだけで速度が測定できます.
実はここで「ドップラー効果」が使われています．救急車の音の高さの変化でおなじみの現象です．
スピードガンでは電磁波を照射します．照射した電磁波の周波数fと飛んでくるボールから反射した電磁波の周波数f’はドップラー効果により変化します（f < f’）．この変化から速度が導出できます．
用いる電磁波は10GHz（1秒間に100億回の振動）という高い周波数のもので，f とf’の差は小さいものです．このような小さな変化を計測するために，照射波と反射波を重ね合わせた際の「うなり」を利用します．
f’- fは計測されるうなりの周波数です．
分母をf’+ f ≅ 2fと近似すれば，うなりを計測するだけで速度が得られることがわかります．
（九州大学 津守不二夫）
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