Doppler Etkisi: Dinleyiciye Yaklaşan Bir Kaynak
1 · Tahmin Et
Bir ses kaynağı sabit bir ton yayarak sabit bir dinleyiciye doğru hareket eder. Dinleyici kaynağın gerçek frekansıyla daha yüksek, daha düşük veya aynı perdeyi mi duyuyor?
- Dinleyici, kaynağın gerçek frekansından daha yüksek bir perde duyar.
- Dinleyici tam olarak aynı perdeyi duyar.
- Dinleyici daha düşük bir ses duyar.
2 · Kurulum
- Doppler yaklaşımı ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Kaynak, 20°C sıcaklıktaki havada 440 Hz yayar; dinleyici sabittir.
- Gözlemcide gözlemlenen frekans okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için kaynağın yaklaşma hızını ayarlayın ve gözlemlenen frekansı kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Kaynak frekansı f (Hz) | Kaynak hızı v_s (m/s) | Gözlemlenen frekans f′ (Hz) |
|---|---|---|
| 440.00 | 20.00 | |
| 440.00 | 35.00 | |
| 440.00 | 50.00 |
Üç denemeniz için gözlemlenen frekansı f′ (y ekseni) ile kaynak hızı v_s (x ekseni) grafiğini çizin.
4 · Analiz et
- Bir deneme için, 20 °C hava için c = 331.3 ·√(1 + 20 /273.15) m/s kullanarak f′ = f·c/(c – v_s)'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- v_s büyüdükçe f′'nin neden artmaya devam ettiğini ve v_s ses c hızına ulaşırsa formüle (ve sese) ne olacağını açıklayın.
5 · Uzat
- Ambulans sireninin sesi yaklaşırken daha tiz çıkıyor, geçerken ve uzaklaşırken ise aniden tizleşiyor. Düşüşü açıklamak için Doppler formülünün işaret kuralını kullanın.
- Bu deney yalnızca yaklaşan bir kaynağı kapsamaktadır. Bunun yerine kaynak uzaklaşıyor olsaydı, (c − v_s)'nin paydada (c + v_s) olmasını bekler miydiniz? Bunun f′'ye ne yaptığını açıklayın.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Doppler Etkisi (hareketli kaynak)
Sabit bir dinleyiciye doğru hareket eden bir kaynak, önündeki dalga cephelerini sıkıştırarak dinleyicinin duyduğu frekansı yükseltir: f′ = f·c/(c − v_s).