Dopplereffekten: en kilde som nærmer seg en lytter

1 · Prediker

En lydkilde beveger seg mot en stillestående lytter mens den sender ut en jevn tone. Hører lytteren en høyere, lavere eller samme tonehøyde som kildens sanne frekvens?

• Lytteren hører en høyere tonehøyde enn kildens sanne frekvens.
• Lytteren hører nøyaktig samme tonehøyde.
• Lytteren hører en lavere tonehøyde.

2 · Oppsett

1. Åpne doppler-tilnærming-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Kilden sender ut 440 Hz i 20 °C luft; lytteren er stillestående.
2. Aktiver observert-frekvens-avlesningen ved observatøren.
3. Sett kildens tilnærminghastighet for hvert forsøk og registrer den observerte frekvensen.

3 · Samle inn data

Plott observert frekvens f′ (y-akse) mot kildehastighet v_s (x-akse) for dine tre forsøk.

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn f′ = f·c/(c − v_s) med c = 331,3·√(1 + 20/273,15) m/s for 20 °C luft. Sammenlign med tabellen.
2. Forklar hvorfor f′ fortsetter å øke etter hvert som v_s vokser, og hva som ville skje med formelen (og lyden) hvis v_s noen gang nådde lydhastigheten c.

5 · Utvid

1. En ambulanse sirene høres høyere tonet når den nærmer seg, og synker brått i tonehøyde idet den passerer og fjerner seg. Bruk Doppler-formelens fortegnskonvensjon til å forklare nedgangen.
2. Dette eksperimentet dekker bare en tilnærmende kilde. Hvis kilden i stedet beveget seg bort, ville du forvente at (c − v_s) ble (c + v_s) i nevneren? Forklar hva det gjør med f′.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark