Hullámok és hang
Doppler — közeledő forrás
Nyomd meg az Indítást — növeld a forrás v_s-jét a megfigyelő felé; az f′ 440 Hz fölé emelkedik.
Doppler — közeledő forrás — interaktív Hullámok és hang szimuláció. Nyomd meg az Indítást — növeld a forrás v_s-jét a megfigyelő felé; az f′ 440 Hz fölé emelkedik. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Doppler-hatás
A mozgó forrás összesűríti a maga előtti hullámfrontokat, emelve a megfigyelt frekvenciát.
Amikor a forrás egy álló megfigyelő felé közeledik, minden egymást követő csúcs közelebbről indul, és sűrűbben érkezik, mint a kibocsátott frekvencia.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Közeledés → magasabb f′
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy hangforrás egy álló hallgató felé mozog, miközben állandó hangot bocsát ki. A hallgató magasabb, mélyebb vagy ugyanolyan hangmagasságot hall, mint a forrás valódi frekvenciája?
Mérlegelendő jóslatok
- A hallgató magasabb hangot hall, mint a forrás valódi frekvenciája.
- A hallgató pontosan ugyanazt a hangmagasságot hallja.
- A hallgató mélyebb hangot hall.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Forrásfrekvencia f (Hz)
- Forrássebesség v_s (m/s)
Amit mérsz:
- Megfigyelt frekvencia f′ (Hz)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a doppler-approach előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A forrás 440 Hz-et bocsát ki 20°C-os levegőben; a hallgató áll.
- Engedélyezd a megfigyelt frekvencia kijelzőjét a megfigyelőnél.
- Állítsd be a forrás közeledési sebességét minden mérésnél, és rögzítsd a megfigyelt frekvenciát.
Vezéregyenlet
Doppler-hatás (mozgó forrás) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
Egy álló hallgató felé mozgó forrás összenyomja a maga előtti hullámfrontokat, növelve a hallgató által hallott frekvenciát: f′ = f·c/(c − v_s).
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki az f′ = f·c/(c − v_s)-t a c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s értékkel 20°C-os levegőre. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért nő tovább az f′, ahogy a v_s nő, és mi történne a képlettel (és a hanggal), ha a v_s elérné a c hangsebességet.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A mentősziréna magasabban szól, ahogy közeledik, és hirtelen mélyül, ahogy elhalad és távolodik. Használd a Doppler-képlet előjelkonvencióját a mélyülés magyarázatához.
- Ez a kísérlet csak közeledő forrást tárgyal. Ha a forrás ehelyett távolodna, várnád, hogy a nevezőben a (c − v_s) (c + v_s)-re változzon? Magyarázd meg, mit tesz ez az f′-fel.
- 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
- Üdv a Doppler-közeledésnél
- Válaszd ki a megfigyelőt
- Nyomd meg az Indítást
- Emelkedő hangmagasság
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.