Bangos ir garsas
Dopleris — artėjantis šaltinis
Spausk Leisti — kelk šaltinio v_s link stebėtojo; f′ kyla aukščiau 440 Hz.
Dopleris — artėjantis šaltinis — interaktyvi Bangos ir garsas simuliacija. Spausk Leisti — kelk šaltinio v_s link stebėtojo; f′ kyla aukščiau 440 Hz. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Doplerio efektas
Judantis šaltinis suspaudžia prieš jį esančius bangų frontus, keldamas stebimą dažnį.
Kai šaltinis artėja prie nejudančio stebėtojo, kiekviena kita viršūnė išspinduliuojama iš arčiau ir ateina dažniau nei spinduliuotasis dažnis.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Artėja → aukštesnė f′
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Garso šaltinis juda link nejudančio klausytojo, spinduliuodamas pastovų toną. Ar klausytojas girdi aukštesnį, žemesnį ar tokį patį aukštį kaip šaltinio tikrasis dažnis?
Svarstytini spėjimai
- Klausytojas girdi aukštesnį aukštį nei šaltinio tikrasis dažnis.
- Klausytojas girdi tiksliai tokį patį aukštį.
- Klausytojas girdi žemesnį aukštį.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Šaltinio dažnis f (Hz)
- Šaltinio greitis v_s (m/s)
Ką tu matauji:
- Stebimas dažnis f′ (Hz)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Doplerio efektas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šaltinis spinduliuoja 440 Hz 20°C ore; klausytojas nejudrus.
- Įjunk stebimo dažnio rodmuo stebėtojui.
- Nustatyk šaltinio artėjimo greitį kiekvienam bandymui ir užsirašyk stebimą dažnį.
Valdančioji lygtis
Doplerio efektas (judantis šaltinis) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
Šaltinis, judantis link nejudančio klausytojo, suspaudžia prieš jį esančius bangų frontus, keldamas klausytojo girdimą dažnį: f′ = f·c/(c − v_s).
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok f′ = f·c/(c − v_s) naudodamas c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s 20°C orui. Palygink su lentele.
- Paaiškink, kodėl f′ nuolat didėja v_s augant ir kas atsitiktų formulei (ir garsui), jei v_s kada nors pasiektų garso greitį c.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Ambulancijos sirena skamba aukščiau artėdama ir staigiai krenta prasilenkiant ir tolstant. Naudodamas Doplerio formulės ženklų konvenciją paaiškink kritimą.
- Šis eksperimentas apima tik artėjantį šaltinį. Jei šaltinis judėtų tolyn, ar tikėtumeisi, kad (c − v_s) taptų (c + v_s) vardiklyje? Paaiškink, ką tai daro f′.
- 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
- Sveiki atvykę prie artėjančio Doplerio
- Pasirink stebėtoją
- Spausk Leisti
- Kylantis tonas
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →