ปรากฏการณ์ดอปเลอร์ แหล่งเสียงเคลื่อนเข้าหาผู้ฟัง

1 · ทำนาย

แหล่งเสียงเคลื่อนที่เข้าหาผู้ฟังที่นิ่งอยู่พร้อมส่งเสียงโน้ตคงที่ ผู้ฟังจะได้ยินเสียงสูง ต่ำ หรือเท่ากับความถี่จริงของแหล่ง

• ผู้ฟังได้ยินเสียงสูงกว่าความถี่จริงของแหล่ง
• ผู้ฟังได้ยินโน้ตเดิมพอดี
• ผู้ฟังได้ยินเสียงต่ำกว่า

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ doppler-approach แล้วกดรีเซ็ต แหล่งเสียงส่ง 440 Hz ในอากาศ 20°C ผู้ฟังอยู่นิ่ง
2. เปิดค่าแสดงความถี่ที่ได้ยินที่ผู้สังเกต
3. ตั้งอัตราเร็วเข้าใกล้ของแหล่งเสียงในแต่ละรอบแล้วบันทึกความถี่ที่ได้ยิน

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตความถี่ที่ได้ยิน f′ (แกน y) กับอัตราเร็วแหล่งเสียง v_s (แกน x) จากสามรอบการทดลอง

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ f′ = f·c/(c − v_s) โดยใช้ c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s สำหรับอากาศที่ 20°C เทียบกับตาราง
2. อธิบายว่าเหตุใด f′ จึงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อ v_s เพิ่ม และถ้า v_s ไปถึงอัตราเร็วเสียง c พอดี สูตร (และเสียง) จะเป็นอย่างไร

5 · ต่อยอด

1. ไซเรนรถพยาบาลดังเสียงสูงขึ้นขณะเข้าใกล้ และตกลงทันทีเมื่อผ่านไปและถอยห่าง ใช้ธรรมเนียมเครื่องหมายของสูตรดอปเลอร์อธิบายการตกนั้น
2. การทดลองนี้ครอบคลุมเฉพาะแหล่งที่เข้าใกล้ ถ้าแหล่งเคลื่อนที่ห่างออกไปแทน คุณคาดว่า (c − v_s) จะกลายเป็น (c + v_s) ในตัวส่วนหรือไม่ อธิบายว่ามันทำอะไรแก่ f′

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง