تأثير دوبلر: مصدر يقترب من مستمع

1 · توقّع

يتحرك مصدر صوت نحو مستمع ساكن وهو يصدر نغمة ثابتة. هل يسمع المستمع طبقة أعلى أم أدنى أم مطابقة لتردد المصدر الحقيقي؟

• يسمع المستمع طبقة أعلى من تردد المصدر الحقيقي.
• يسمع المستمع الطبقة نفسها بالضبط.
• يسمع المستمع طبقة أدنى.

2 · التجهيز

1. افتح تجربة دوبلر للاقتراب واضغط إعادة. يصدر المصدر 440 Hz في هواء 20°C؛ والمستمع ساكن.
2. فعّل قراءة التردد المسموع عند المستمع.
3. اضبط سرعة اقتراب المصدر لكل تجربة وسجل التردد المسموع.

3 · اجمع البيانات

ارسم التردد المسموع f′ (المحور y) مقابل سرعة المصدر v_s (المحور x) لتجاربك الثلاث.

4 · حلّل

1. لمحاولة واحدة، احسب f′ = f·c/(c − v_s) باستخدام c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s لهواء بدرجة 20°C. قارن بالجدول.
2. اشرح لماذا يستمر f′ في الازدياد مع نمو v_s، وماذا يحدث للصيغة (وللصوت) لو بلغت v_s سرعة الصوت c.

5 · وسّع

1. صفارة الإسعاف تبدو أعلى طبقة وهي تقترب ثم تهبط هبوطًا مفاجئًا حين تجتاز وتبتعد. استخدم اصطلاح الإشارة في صيغة دوبلر لتفسير الهبوط.
2. تغطي هذه التجربة مصدرًا مقتربًا فقط. لو كان المصدر مبتعدًا بدلًا، أتتوقع أن يصير (c − v_s) في المقام (c + v_s)؟ اشرح ماذا يفعل ذلك بـf′.

الفيزياء خلف هذه التجربة

← عودة إلى التجربة