Φαινόμενο Doppler: Πηγή που πλησιάζει ακροατή

1 · Πρόβλεψε

Μια ηχητική πηγή κινείται προς ακίνητο ακροατή εκπέμποντας σταθερό τόνο. Ακούει ο ακροατής υψηλότερο, χαμηλότερο ή ίδιο τονικό ύψος με την πραγματική συχνότητα της πηγής;

• Ο ακροατής ακούει υψηλότερο τονικό ύψος από την πραγματική συχνότητα της πηγής.
• Ο ακροατής ακούει ακριβώς το ίδιο τονικό ύψος.
• Ο ακροατής ακούει χαμηλότερο τονικό ύψος.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή doppler-approach και πάτησε Επαναφορά. Η πηγή εκπέμπει 440 Hz σε αέρα 20°C· ο ακροατής είναι ακίνητος.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη παρατηρούμενης συχνότητας στον παρατηρητή.
3. Ρύθμισε την ταχύτητα προσέγγισης της πηγής για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την παρατηρούμενη συχνότητα.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε την παρατηρούμενη συχνότητα f′ (άξονας y) έναντι της ταχύτητας πηγής v_s (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε f′ = f·c/(c − v_s) χρησιμοποιώντας c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s για αέρα 20°C. Σύγκρινε με τον πίνακα.
2. Εξήγησε γιατί το f′ συνεχίζει να μεγαλώνει καθώς το v_s μεγαλώνει, και τι θα γινόταν με τον τύπο (και με τον ήχο) αν το v_s έφτανε ποτέ την ταχύτητα του ήχου c.

5 · Επέκταση

1. Μια σειρήνα ασθενοφόρου ακούγεται σε υψηλότερο τονικό ύψος καθώς πλησιάζει και πέφτει απότομα στο τονικό ύψος καθώς περνά και απομακρύνεται. Χρησιμοποίησε τη σύμβαση προσήμου του τύπου Doppler για να εξηγήσεις την πτώση.
2. Αυτό το πείραμα καλύπτει μόνο πλησιάζουσα πηγή. Αν η πηγή απομακρυνόταν αντίθετα, θα περίμενες το (c − v_s) να γίνει (c + v_s) στον παρονομαστή; Εξήγησε τι κάνει αυτό στο f′.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής