Bølger og lyd
Doppler — kilde der nærmer sig
Tryk på Afspil — forøg kildens v_s mod observatøren; f′ stiger over 440 Hz.
Doppler — kilde der nærmer sig — interaktiv Bølger og lyd-simulation. Tryk på Afspil — forøg kildens v_s mod observatøren; f′ stiger over 440 Hz. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Doppler-effekt
En bevægende kilde komprimerer bølgefronter foran sig og hæver den observerede frekvens.
Når kilden nærmer sig en stillestående observatør, udsendes hver efterfølgende top fra en tættere position og ankommer hyppigere end den udsendte frekvens.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Nærmer sig → højere f′
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En lydkilde bevæger sig mod en stationær lytter, mens den udsender en jævn tone. Hører lytteren en højere, lavere eller samme tonehøjde som kildens sande frekvens?
Forudsigelser at afveje
- Lytteren hører en højere tonehøjde end kildens sande frekvens.
- Lytteren hører præcis samme tonehøjde.
- Lytteren hører en lavere tonehøjde.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Kildefrekvens f (Hz)
- Kildehastighed v_s (m/s)
Det, du måler:
- Observeret frekvens f′ (Hz)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen doppler-approach, og tryk på Nulstil. Kilden udsender 440 Hz i 20°C luft; lytteren er stationær.
- Slå aflæsningen af den observerede frekvens til ved observatøren.
- Indstil kildens fart mod lytteren for hvert forsøg, og notér den observerede frekvens.
Styrende ligning
Dopplereffekt (bevægende kilde) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
En kilde, der bevæger sig mod en stationær lytter, komprimerer bølgefronterne foran sig og hæver den frekvens, lytteren hører: f′ = f·c/(c − v_s).
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for ét forsøg f′ = f·c/(c − v_s) med c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s for 20°C luft. Sammenlign med tabellen.
- Forklar, hvorfor f′ bliver ved med at stige, efterhånden som v_s vokser, og hvad der ville ske med formlen (og med lyden), hvis v_s nåede lydens hastighed c.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- En ambulancesirene lyder mere højtonet, når den nærmer sig, og falder pludselig i tonehøjde, når den passerer og fjerner sig. Brug dopplerformlens fortegnskonvention til at forklare faldet.
- Dette eksperiment dækker kun en kilde, der nærmer sig. Hvis kilden i stedet bevægede sig væk, ville du så forvente, at (c − v_s) i nævneren blev til (c + v_s)? Forklar, hvad det gør ved 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
- Velkommen til Doppler-tilnærmelse
- Vælg observatøren
- Tryk på Afspil
- Stigende tonehøjde
- Åbn egenskabspanelet
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →