Dopplereffekt: En kilde nærmer sig en lytter

1 · Forudsig

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?

• Lytteren hører en højere tonehøjde end kildens sande frekvens.
• Lytteren hører præcis samme tonehøjde.
• Lytteren hører en lavere tonehøjde.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen doppler-approach, og tryk på Nulstil. Kilden udsender 440 Hz i 20°C luft; lytteren er stationær.
2. Slå aflæsningen af den observerede frekvens til ved observatøren.
3. Indstil kildens fart mod lytteren for hvert forsøg, og notér den observerede frekvens.

3 · Saml data

Afbild observeret frekvens f′ (y-aksen) mod kildehastighed v_s (x-aksen) for dine tre forsøg.

4 · Analysér

1. 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.
2. 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.

5 · Udvid

1. 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.
2. 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′.

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark