Doppler-ilmiö: lähde lähestyy kuulijaa

1 · Ennusta

Äänilähde liikkuu paikallaan olevan kuulijan kohti emitoiden vakaata säveltä. Kuuleeko kuulija korkeamman, matalamman vai saman sävelkorkeuden kuin lähteen todellinen taajuus?

• Kuulija kuulee korkeamman sävelkorkeuden kuin lähteen todellinen taajuus.
• Kuulija kuulee täsmälleen saman sävelkorkeuden.
• Kuulija kuulee matalamman sävelkorkeuden.

2 · Kokoa

1. Avaa doppler-approach-esiasetus ja paina Nollaa. Lähde emitoi 440 Hz:ää 20 °C:n ilmassa; kuulija on paikallaan.
2. Ota käyttöön havaitun taajuuden lukema havaitsijalla.
3. Aseta lähteen lähestymisnopeus jokaiselle suoritukselle ja kirjaa havaittu taajuus.

3 · Kerää data

Kuvaa havaittu taajuus f′ (y-akseli) lähteen nopeutta v_s vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske f′ = f·c/(c − v_s) käyttäen c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s arvolle 20 °C ilma. Vertaa taulukkoon.
2. Selitä, miksi f′ jatkaa kasvamista, kun v_s kasvaa, ja mitä kaavalle (ja äänelle) tapahtuisi, jos v_s koskaan saavuttaisi äänen nopeuden c.

5 · Laajenna

1. Ambulanssin sireeni kuulostaa korkeammalta sävelkorkeudeltaan lähestyessään ja laskee äkillisesti ohitettuaan ja loitontuessaan. Käytä Doppler-kaavan etumerkkisopimusta selittääksesi laskun.
2. Tämä koe kattaa vain lähestyvän lähteen. Jos lähde loittonisi sen sijaan, odotatko denominääristä (c − v_s) muuttuvan muotoon (c + v_s)? Selitä, mitä se tekee f′:lle.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia