Вълни и звук
Доплер — приближаващ се източник
Натисни Пусни — повиши v_s на източника към наблюдателя; f′ минава над 440 Hz.
Доплер — приближаващ се източник — интерактивна симулация Вълни и звук. Натисни Пусни — повиши v_s на източника към наблюдателя; f′ минава над 440 Hz. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Ефект на Доплер
Движещ се източник свива вълновите фронтове пред себе си, повишавайки наблюдаваната честота.
Когато източникът приближава неподвижен наблюдател, всеки следващ гребен се излъчва от по-близко положение и пристига по-често от излъчената честота.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Приближаване → по-високо f′
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Звуков източник се движи към неподвижен слушател, излъчвайки постоянен тон. Чува ли слушателят по-висока, по-ниска или същата височина от истинската честота на източника?
Предсказвания за преценка
- Слушателят чува по-висока височина от истинската честота на източника.
- Слушателят чува точно същата височина.
- Слушателят чува по-ниска височина.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Честота на източника f (Hz)
- Скорост на източника v_s (m/s)
Какво измерваш:
- Наблюдавана честота f′ (Hz)
Как протича изследването
- Отвори настройката доплер приближаване и натисни Нулирай. Източникът излъчва 440 Hz във въздух 20°C; слушателят е неподвижен.
- Включи показанието за наблюдавана честота при наблюдателя.
- Задай скоростта на приближаване на източника за всеки опит и запиши наблюдаваната честота.
Управляващо уравнение
Ефект на Доплер (движещ се източник) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
Източник, движещ се към неподвижен слушател, свива вълновите фронтове пред себе си, повишавайки честотата, която слушателят чува: f′ = f·c/(c − v_s).
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли f′ = f·c/(c − v_s) с c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s за въздух 20°C. Сравни с таблицата.
- Обясни защо f′ продължава да расте с нарастване на v_s, и какво би станало с формулата (и със звука), ако v_s някога достигнеше скоростта на звука c.
Къде това се появява извън лабораторията
- Сирена на линейка звучи по-високо, докато приближава, и рязко пада във височината, когато отминава и се отдалечава. Ползвай знаковата конвенция на Доплеровата формула, за да обясниш спада.
- Този експеримент покрива само приближаващ се източник. Ако източникът се се отдалечаваше, очакваше ли се (c − v_s) да стане (c + v_s) в знаменателя? Обясни какво това прави с f′.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.5 Doppler effect
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Добре дошъл при Доплер приближаване
- Избери наблюдателя
- Натисни Пусни
- Възходящ тон
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →