Doppler-hatás: közeledő hangforrás

1 · Jóslás

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?

• A hallgató magasabb hangot hall, mint a forrás valódi frekvenciája.
• A hallgató pontosan ugyanazt a hangmagasságot hallja.
• A hallgató mélyebb hangot hall.

2 · Előkészítés

1. 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.
2. Engedélyezd a megfigyelt frekvencia kijelzőjét a megfigyelőnél.
3. Állítsd be a forrás közeledési sebességét minden mérésnél, és rögzítsd a megfigyelt frekvenciát.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a megfigyelt frekvenciát f′ (y-tengely) a forrássebességgel v_s (x-tengely) szemben a három mérésedhez.

4 · Elemzés

1. 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.
2. 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.

5 · Kiterjesztés

1. A mentősziréna magasabban szól, ahogy közeledik, és hirtelen mélyül, ahogy elhalad és távolodik. Használd a Doppler-képlet előjelkonvencióját a mélyülés magyarázatához.
2. 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.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap