απορία; ΟΤΑΝ ΕΧΕΙΣ ΑΠΟΡΙΑ

5-9 ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER

Όταν πηγή και παρατηρητής κινούνται ο ένας ως προς τον άλλο, ο παρατηρητής αντιλαμβάνεται διαφορετική συχνότητα από αυτήν που εκπέμπει η πηγή. Η ενότητα βγάζει τους τύπους του φαινομένου Doppler για τον ήχο και αναφέρει το φως, τα άστρα και το ραντάρ.

Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά

Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.

Άνοιγμα βιβλίου ↗

Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο, έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

  1. Φαινόμενο Doppler: όταν πηγή και παρατηρητής κινούνται σχετικά, η συχνότητα που αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής διαφέρει από τη συχνότητα της πηγής.
  2. Ακίνητοι και οι δύο ως προς τον αέρα: φτάνουν στον παρατηρητή τόσα μέγιστα όσα εκπέμπει η πηγή, άρα fA = fs = υ/λ.
  3. Παρατηρητής που πλησιάζει ακίνητη πηγή με υA: ο ήχος τον συναντά με ταχύτητα υ + υA, άρα fA = (υ + υA)/υ·fs. Αν απομακρύνεται, fA = (υ − υA)/υ·fs.
  4. Πηγή που πλησιάζει ακίνητο παρατηρητή με υs: η ταχύτητα του ήχου μένει υ, αλλά τα μέγιστα πυκνώνουν, λA = λ − υs·T, άρα fA = υ/(υ − υs)·fs. Αν απομακρύνεται, fA = υ/(υ + υs)·fs.
  5. Γενικά fA = (υ ± υA)/(υ ∓ υs)·fs: όταν η απόσταση μικραίνει η συχνότητα αυξάνεται, όταν μεγαλώνει μειώνεται.
  6. Το φαινόμενο ισχύει για κάθε κύμα, και για το φως, με άλλη όμως σχέση, γιατί το φως δε χρειάζεται μέσο και έχει ίδια ταχύτητα σε όλα τα συστήματα αναφοράς. Από τη μετατόπιση των μηκών κύματος βρίσκουμε την ταχύτητα ενός άστρου ως προς τη Γη.
  7. Το ραντάρ της τροχαίας βρίσκει την ταχύτητα ενός οχήματος από τη διαφορά συχνότητας ανάμεσα στο κύμα που εκπέμπει και σε αυτό που επιστρέφει.

Όροι

φαινόμενο Doppler
αλλαγή συχνότητας από σχετική κίνηση
fs
συχνότητα που εκπέμπει η πηγή
fA
συχνότητα που αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής
fA = fs = υ/λ
πηγή και παρατηρητής ακίνητοι
fA = (υ + υA)/υ·fs
παρατηρητής πλησιάζει ακίνητη πηγή
fA = (υ − υA)/υ·fs
παρατηρητής απομακρύνεται από πηγή
fA = υ/(υ − υs)·fs
πηγή πλησιάζει ακίνητο παρατηρητή
fA = υ/(υ + υs)·fs
πηγή απομακρύνεται από παρατηρητή
λA = λ − υs·T
μήκος κύματος μπροστά σε κινούμενη πηγή
fA = (υ ± υA)/(υ ∓ υs)·fs
γενικός τύπος Doppler για τον ήχο
οξύτερος ήχος
ήχος μεγαλύτερης συχνότητας
βαρύτερος ήχος
ήχος μικρότερης συχνότητας
ραντάρ τροχαίας
μετρά ταχύτητα από διαφορά συχνότητας

ΠΑΙΞΕ ΤΟΤηλεπαιχνίδι · Η Σκάλα · Η Τελεία · Κρεμάλα · Ζευγάρια · όλα με την ύλη αυτού του μαθήματος.

Εξάσκηση

Συχνές απορίες

Γιατί η σειρήνα ενός τρένου ακούγεται πιο οξεία όταν πλησιάζει;

Λόγω του φαινομένου Doppler: όταν η απόσταση πηγής και παρατηρητή μικραίνει, ο παρατηρητής αντιλαμβάνεται μεγαλύτερη συχνότητα από αυτήν της πηγής, και όταν μεγαλώνει, μικρότερη. Ο μηχανοδηγός, που κινείται μαζί με τη σειρήνα, ακούει σταθερή συχνότητα.

Ποιος είναι ο γενικός τύπος του φαινομένου Doppler για τον ήχο;

fA = (υ ± υA)/(υ ∓ υs)·fs, όπου υ η ταχύτητα του ήχου, υA του παρατηρητή και υs της πηγής ως προς τον αέρα. Τα πάνω πρόσημα ισχύουν όταν ο καθένας κινείται προς τον άλλον.

Πώς μετρά το ραντάρ της τροχαίας την ταχύτητα;

Εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικό κύμα που ανακλάται στο όχημα. Το όχημα λειτουργεί σαν κινούμενη πηγή, οπότε το κύμα επιστρέφει με λίγο διαφορετική συχνότητα, και από τη διαφορά υπολογίζεται η ταχύτητα.

Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.

Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.