Lained ja heli
Doppler — lähenav allikas
Vajuta Esita — tõsta allika v_s vaatleja poole; f′ tõuseb üle 440 Hz.
Doppler — lähenav allikas — interaktiivne Lained ja heli simulatsioon. Vajuta Esita — tõsta allika v_s vaatleja poole; f′ tõuseb üle 440 Hz. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Doppleri efekt
Liikuv allikas tihendab endast ees olevad lainefrondid, tõstes vaadeldavat sagedust.
Kui allikas lähestub paigalseisvale vaatlejale, kiirdatakse iga järgmine hari lähemast positsioonist, saabudes sagedamini kui kiiratud sagedus.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Lähenemine → kõrgem f′
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Heliallikas liigub paigalseisva kuulja poole, kiirgates ühtlast tooni. Kas kuulja kuuleb kõrgemat, madalamat või sama helikõrgust kui allika tegelik sagedus?
Kaalutavad ennustused
- Kuulja kuuleb kõrgemat helikõrgust kui allika tegelik sagedus.
- Kuulja kuuleb täpselt sama helikõrgust.
- Kuulja kuuleb madalamat helikõrgust.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Allika sagedus f (Hz)
- Allika kiirus v_s (m/s)
Mida sa mõõdad:
- Vaadeldud sagedus f′ (Hz)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava Doppleri eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Allikas kiirgab 440 Hz 20 °C õhus; kuulja on paigal.
- Lülita sisse vaadeldud sageduse näit vaatleja juures.
- Sea iga katse jaoks allika lähenemiskiirus ja kirjuta üles vaadeldud sagedus.
Juhtiv võrrand
Doppleri efekt (liikuv allikas) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
Paigalseisva kuulja poole liikuv allikas tihendab enda ees olevad lainefrondid, tõstes sagedust, mida kuulja kuuleb: f′ = f·c/(c − v_s).
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses f′ = f·c/(c − v_s), kasutades c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s 20 °C õhu jaoks. Võrdle tabeliga.
- Selgita, miks f′ kasvab, kui v_s suureneb, ja mis juhtuks valemiga (ja heliga), kui v_s kunagi jõuaks heli kiiruseni c.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Kiirabia sireen kõlab lähenedes kõrgemalt ja helikõrgus langeb järsult, kui ta möödub ja eemaldub. Kasuta Doppleri valemi märgikonventsiooni, et langust selgitada.
- See eksperiment katab ainult läheneva allika. Kui allikas liiguks eemale, kas sa ootaksid, et (c − v_s) saaks nimetajas kuju (c + v_s)? Selgita, mida see f′-le teeb.
- 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
- Tere tulemast Doppleri lähenemise juurde
- Vali vaatleja
- Vajuta Esita
- Tõusev helikõrgus
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.