Bangas un skaņa
Doplers — tuvojošais avots
Nospied „Atskaņot“ — palielini avota v_s pret novērotāju; f′ ceļas virs 440 Hz.
Doplers — tuvojošais avots — interaktīva Bangas un skaņa simulācija. Nospied „Atskaņot“ — palielini avota v_s pret novērotāju; f′ ceļas virs 440 Hz. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Doplera efekts
Kustošs avots saspiež viļņu frontes sev priekšā, paaugstinot novēroto frekvenci.
Kad avots tuvojas nekustīgam novērotājam, katra nākamā virsotne tiek izstarota no tuvāka novietojuma un ierodas biežāk nekā izstarotā frekvence.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Tuvojas → augstāka f′
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Skaņas avots kustas uz nekustīga klausītāja pusi, izstarodams pastāvīgu toni. Vai klausītājs dzird augstāku, zemāku vai to pašu toņa augstumu nekā avota īstā frekvence?
Prognozes, ko svērt
- Klausītājs dzird augstāku toņa augstumu nekā avota īstā frekvence.
- Klausītājs dzird tieši to pašu toņa augstumu.
- Klausītājs dzird zemāku toņa augstumu.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Avota frekvence f (Hz)
- Avota ātrums v_s (m/s)
Ko tu mēri:
- Novērotā frekvence f′ (Hz)
Kā izpēte norit
- Atver Doplera pieejas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Avots izstaro 440 Hz 20°C gaisā; klausītājs ir nekustīgs.
- Ieslēdz novēroto frekvences rādījumu pie novērotāja.
- Iestati avota tuvošanās ātrumu katram mēģinājumam un ieraksti novēroto frekvenci.
Noteicošais vienādojums
Doplera efekts (kustošs avots) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
Avots, kas kustas uz nekustīga klausītāja pusi, saspiež viļņu frontes sev priekšā, paaugstinot frekvenci, ko klausītājs dzird: f′ = f·c/(c − v_s).
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini f′ = f·c/(c − v_s) ar c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s 20°C gaisam. Salīdzini ar tabulu.
- Izskadyro, kāpēc f′ turpina augt, v_s pieaugot, un kas notiktu ar formulu (un ar skaņu), ja v_s jebkad sasniegtu skaņas ātrumu c.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Ambulances sirēna skan augstākā toņa augstumā, tai tuvojoties, un pēkšņi krītas toņa augstumā, tai paiet garām un attālinoties. Izmanto Dopleras formulas zīmju noteikumus, lai izskaidrotu krišanos.
- Šis eksperiments aptver tikai tuvojošos avotu. Ja avots kustētos prom, vai tu sagaidītu, ka (c − v_s) kļūst par (c + v_s) saucējā? Izskadyro, ko tas dara ar 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
- Sveicināts Doplera pieejas eksperimentā
- Atlasīts novērotāju
- Nospied „Atskaņot”
- Augošs toņa augstums
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →