Efekt Dopplera

Efekt Dopplera polega na tym, że obserwator (którego względna prędkość w stosunku do źródła fali jest różna od 0) rejestruje inną częstotliwość fali niż ta, którą w rzeczywistości generuje źródło. Jeśli źródło i obserwator zbliżają się do siebie wówczas obserwujemy zwiększanie się częstotliwości. Gdy źródło i obserwator oddalają się częstotliwość się zmniejsza.

Efekt Dopplera dla dźwięku - wzory

Jeśli źródło dźwięku zbliża się wówczas częstotliwośc jaką odbiera obserwator jest równa:

Efekt dopplera - wzór 1 na częstotliwość

Gdzie: v-prędkopść dźwięku, u-prędkość źródła dźwięku,f-częstotliwość drgań źródła

Jeśli źródło dźwięku oddala się wówczas częstotliwośc jaką odbiera obserwator jest równa:

Efekt dopplera - wzór 2 na częstotliwość

Gdzie: v-prędkopść dźwięku, u-prędkość źródła dźwięku,f-częstotliwość drgań źródła

Efekt Dopplera - zadania

Zadanie 1

Do nieruchomego obserwatora zbliża się z prędkością 144 km/h źródło wysyłające sygnał dźwiękowy o częstotliwości 1000 Hz. Jaką częstotliwość rejestruje obserwator?

Rozwiązanie

Zamieniamy prędkość w km/h na m/s:

u=144 km/h = 144 * 1000/3600 = 40 m/s

Podstawiamy dane do wzoru na częstotliwość:

f' = 1000 * 340/(340-40)=1133,3 Hz

Zadanie 2

Od nieruchomego obserwatora oddala się źródło emitujące dźwięk o częstotliwości 500 Hz. Obserwator rejestruje częstotliwość 490 Hz. Z jaką prędkością porusza się źrodło?

Rozwiązanie

Podstawiamy dane zadania do wzoru:

f'=f*v/(v+u)

490=500*340/(340+u)

u=6,93 m/s

Zadanie 3

W atmosferze wodoru znajduje się źródło dźwięku o częstotliwości 1000 Hz, oddalające się od obserwatora z prędkością 40 m/s. Obserwator rejestruje dźwięk o częstotliwości 969,69 Hz. Jaka jest prędkość dźwięku w wodorze?

Rozwiązanie

Podstawiamy dane do odpowiedniego wzoru:

969,69 = 1000 * v/(v+40)

v = 1279,70 m/s

Zobacz także:

Moc prądu stałego
Natężenie prądu stałego
Prawo Kirchhoffa
Prawo Coulomba
Łączenie kondensatorów

Polecamy przepis na blok czekoladowy - pyszny deser o waniliowo-mlecznym smaku. Blok czekoladowy - przepis