Kesan Doppler: Sumber Menghampiri Pendengar
1 · Ramal
Satu sumber bunyi bergerak ke arah pendengar pegun sambil memancarkan nada tetap. Adakah pendengar mendengar pic lebih tinggi, lebih rendah, atau sama dengan frekuensi sebenar sumber?
- Pendengar mendengar pic lebih tinggi daripada frekuensi sebenar sumber.
- Pendengar mendengar pic yang tepat sama.
- Pendengar mendengar pic lebih rendah.
2 · Susun
- Buka praset doppler-menghampiri dan tekan Set semula. Sumber memancarkan 440 Hz dalam udara 20°C; pendengar pegun.
- Aktifkan bacaan frekuensi-diperhatikan pada pemerhati.
- Tetapkan laju menghampiri sumber bagi setiap percubaan dan rekod frekuensi yang diperhatikan.
3 · Kumpul Data
| Frekuensi sumber f (Hz) | Laju sumber v_s (m/s) | Frekuensi diperhatikan f′ (Hz) |
|---|---|---|
| 440.00 | 20.00 | |
| 440.00 | 35.00 | |
| 440.00 | 50.00 |
Plot frekuensi diperhatikan f′ (paksi-y) melawan laju sumber v_s (paksi-x) bagi tiga percubaan anda.
4 · Analisis
- Bagi satu percubaan, kira f′ = f·c/(c − v_s) menggunakan c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s bagi udara 20°C. Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan mengapa f′ terus meningkat ketika v_s membesar, dan apa yang akan berlaku pada formula (dan pada bunyi) jika v_s pernah mencapai laju bunyi c.
5 · Lanjutkan
- Siren ambulans berbunyi pic-tinggi ketika menghampiri dan tiba-tiba jatuh picnya ketika ia melepasi dan menjauh. Gunakan konvensyen tanda formula Doppler untuk menerangkan kejatuhan itu.
- Eksperimen ini hanya meliputi sumber yang menghampiri. Jika sumber bergerak menjauh sebaliknya, adakah andajangkan (c − v_s) menjadi (c + v_s) dalam penyebut? Terangkan apa yang itu buat kepada f′.
Fizik di Sebalik Eksperimen Ini
Kesan Doppler (sumber bergerak)
Sumber yang bergerak ke arah pendengar pegun memampatkan muka gelombang di hadapannya, menaikkan frekuensi yang didengari pendengar: f′ = f·c/(c − v_s).
Gelombang & Bunyi
- Gelombang Bergerak pada Tali: Laju, Frekuensi, dan Panjang Gelombang
- Beat: Dua Frekuensi Hampir Sama Berinterferens
- Gelombang Pegun: Harmonik pada Tali Tetap
- Keamatan Bunyi dan Hukum Kuasa-Dua-Songsang
- Skala Desibel: Memampatkan Julat Keamatan yang Besar
- Timbre: Kandungan Harmonik Nada Kompleks
- Resonans Paip Terbuka: Panjang Menetapkan Pic