Doppler-effect: een bron nadert een luisteraar

1 · Voorspel

Een geluidsbron beweegt naar een stilstaande luisteraar terwijl hij een constante toon uitzendt. Hoort de luisteraar een hogere, lagere of dezelfde toonhoogte als de echte frequentie van de bron?

• De luisteraar hoort een hogere toonhoogte dan de echte frequentie van de bron.
• De luisteraar hoort exact dezelfde toonhoogte.
• De luisteraar hoort een lagere toonhoogte.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling doppler-approach en druk op Herstel. De bron zendt 440 Hz uit in lucht van 20°C; de luisteraar staat stil.
2. Zet de aflezing van de waargenomen frequentie bij de waarnemer aan.
3. Stel voor elke meting de naderingssnelheid van de bron in en noteer de waargenomen frequentie.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de waargenomen frequentie f′ (y-as) uit tegen de bronsnelheid v_s (x-as).

4 · Analyseer

1. Reken voor één meting f′ = f·c/(c − v_s) uit met c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s voor lucht van 20°C. Vergelijk met de tabel.
2. Leg uit waarom f′ blijft toenemen naarmate v_s groeit en wat er met de formule (en met het geluid) gebeurt als v_s ooit de geluidssnelheid c bereikt.

5 · Verdiep

1. Een ambulancesirene klinkt hoger als hij nadert en zakt plotseling in toonhoogte als hij passeert en zich verwijdert. Gebruik de tekenconventie van de Doppler-formule om die daling te verklaren.
2. Dit experiment behandelt alleen een naderende bron. Als de bron zich in plaats daarvan verwijderde, verwacht je dan dat (c − v_s) in de noemer (c + v_s) wordt? Leg uit wat dat met f′ doet.

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde