Valovi in zvok
Doppler — približujoč se vir
Pritisni Predvajaj — dvigni v_s vira proti opazovalcu; f′ se dvigne nad 440 Hz.
Doppler — približujoč se vir — interaktivna simulacija Valovi in zvok. Pritisni Predvajaj — dvigni v_s vira proti opazovalcu; f′ se dvigne nad 440 Hz. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Dopplerjev pojav
Premikajoč vir stisne valovne fronte pred sabo in dvigne opazovano frekvenco.
Ko se vir približuje mirujočemu opazovalcu, je vsak naslednji greben izsevan z bližje lege in pride pogosteje, kot je izsevana frekvenca.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Približevanje → višja f′
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Zvočni vir se premika proti mirujočemu poslušalcu in seva stalen ton. Ali poslušalec sliši višjo, nižjo ali isto višino tona kot prava frekvenca vira?
Predvidevanja za pretehtanje
- Poslušalec sliši višjo višino tona od prave frekvence vira.
- Poslušalec sliši natanko isto višino tona.
- Poslušalec sliši nižjo višino tona.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Frekvenca vira f (Hz)
- Hitrost vira v_s (m/s)
Kaj izmeriš:
- Opazovana frekvenca f′ (Hz)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev doppler-approach in pritisni Ponastavi. Vir seva 440 Hz v zraku 20 °C; poslušalec je mirujoč.
- Omogoči odčitek opazovane frekvence pri opazovalcu.
- Nastavi hitrost približevanja vira za vsak poskus in zabeleži opazovano frekvenco.
Vodilna enačba
Dopplerjev pojav (gibajoč vir) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
Vir, ki se premika proti mirujočemu poslušalcu, stisne valovne fronte pred sabo in dvigne frekvenco, ki jo poslušalec sliši: f′ = f·c/(c − v_s).
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj f′ = f·c/(c − v_s) s c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s za zrak 20 °C. Primerjaj s tabelo.
- Razloži, zakaj f′ stalno raste, ko v_s raste, in kaj bi se zgodilo s formulo (in z zvokom), če bi v_s kdaj dosegel hitrost zvoka c.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Sirena reševalnega vozila zveni višje, ko se približuje, in nenadoma pade, ko mine in se oddalji. Uporabi predznačno konvencijo Dopplerjeve formule in razloži padec.
- Ta poskus pokriva samo približujoč vir. Če bi se vir namesto tega oddaljeval, ali bi pričakoval, da (c − v_s) postane (c + v_s) v imenovalcu? Razloži, kaj to stori 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
- Dobrodošli pri Dopplerjevem približevanju
- Izberi opazovalca
- Pritisni Predvajaj
- Rastoča višina tona
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →