Doppler effekti - problemlər və həllər

Doppler effekti - problemlər və həllər

1.

(1) dəftərxana ləvazimatları mənbəyinə doğru hərəkət edən müşahidəçi

(2) stasionar müşahidəçiyə doğru hərəkət edən mənbə

(3) müşahidəçi və mənbə bir-birinə yaxınlaşır

(4) müşahidəçi və mənbə eyni sürətlə hərəkət edirlər

Əgər eşidilən səs tezliyi yayılan mənbənin tezliyindən yüksəkdirsə, yuxarıdakı ifadələrdən hansı düzgündür :

A. (1), (2) və (3)

B. (1), (2), (3) və (4)

C. (1) və (3)

D. (1) və (4)

E. (2) və (4)

Həll

Doppler effektinin tənliyi :

İşarə qaydası:

Səs sürəti (v) həmişə müsbətdir

Müşahidəçi səs mənbəyinə doğru hərəkət edərsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) müsbətdir.}

Müşahidəçi səs mənbəyindən uzaqlaşarsa, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) mənfi olur.}

Səs mənbəyi müşahidəçidən uzaqlaşarsa, mənbə sürəti (v _{mənbə ) müsbətdir}

Səs mənbəyi müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) mənfidir}

Əgər müşahidəçi sükunətdədirsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) = 0}

Mənbə sükunətdədirsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) = 0}

Misal üçün :

Müşahidəçinin sürəti (v _obs ) = 60 m/s, əgər müşahidəçi sükunətdədirsə, v _obs = 0

Səs mənbəyi sükunətdədirsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) = 40 m/s, onda v mənbə} = 0

Səs sürəti (v) = 340 m/s

Səsin tezliyi (f) = 1000 Hertz

Dəftərxana ləvazimatları mənbəyinə doğru hərəkət edən müşahidəçi

Müşahidəçi səs mənbəyinə doğru hərəkət edərsə _, müşahidəçi sürəti ( vobs ) müsbətdir.

Səsin mənbəyi sükunətdədir, ona görə də v _mənbə = 0

Mənbə stasionar müşahidəçiyə doğru hərəkət edir

Səs mənbəyi müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) mənfidir.}

Müşahidəçi sakit vəziyyətdədir, buna görə də ( v _obs ) = 0

Müşahidəçi və mənbə bir-birinə yaxınlaşır

Müşahidəçi səs mənbəyinə doğru hərəkət edərsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) müsbətdir.}

Səs mənbəyi müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, mənbə sürəti (vs _{source ) mənfidir.}

Müşahidəçi və mənbə eyni sürətlə hərəkət edir

Səs mənbəyi və müşahidəçi eyni sürətlə hərəkət edərsə, Doppler effekti baş vermir.

2. 684 Hz tezliyindəki səs mənbəyinin yaxınlığında sakit vəziyyətdə olan müşahidəçi. Digər bir müşahidəçi isə 2 n/s sürətlə müşahidəçiyə doğru hərəkət edən 676 Hz səs mənbəyidir. Əgər havadakı səs dalğalarının sürəti 340 m/s-dirsə, müşahidəçinin eşitdiyi ritm tezliyi nədir?

Məlumdur:

Səs mənbəyinin tezliyi 1 (f1 ₎ = 684 Hz (istirahət)

Səs mənbəyinin tezliyi 2 (f2 ₎ = 676 Hz (hərəkət)

Səs mənbəyinin sürəti 2 (v2 ₎ = 2 m/s (müşahidəçiyə doğru hərəkət edərkən)

Səs dalğalarının mənbəyinin havadakı sürəti (v) = 340 m/s

İstənilən: Müşahidəçinin eşitdiyi ritm tezliyi

Həll yolu:

Doppler effektinin tənliyi:

İşarə qaydası:

Səs sürəti (v) həmişə müsbətdir

Müşahidəçi səs mənbəyinə doğru hərəkət edərsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) müsbətdir.}

Müşahidəçi səs mənbəyindən uzaqlaşarsa, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) mənfi olur.}

Səs mənbəyi müşahidəçidən uzaqlaşarsa, mənbə sürəti (v _{mənbə ) müsbətdir}

Səs mənbəyi müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) mənfidir}

Əgər müşahidəçi sükunətdədirsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) = 0}

Mənbə sükunətdədirsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) = 0}

Müşahidəçi tərəfindən eşidilən döyüntü tezliyi = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.

3. 20 m/s sürətlə stasionar müşahidəçiyə doğru hərəkət edən səs mənbəyi. Səs mənbəyinin tezliyi = 380 Hz. Havadakı səs dalğalarının sürəti = 400 ms ^-1 . Müşahidəçinin eşitdiyi səs dalğalarının tezliyi nədir?

Məlumdur:

Səs mənbəyinin sürəti (v _mənbə ) = 20 m/s

Müşahidəçinin sürəti (vp ₎ = 0

Səs mənbəyinin tezliyi (f) = 380 Hz

Səs dalğalarının mənbəyinin sürəti (v) = 400 ms ^-1

İstənilən: Müşahidəçi tərəfindən eşidilən səs dalğalarının tezliyi

4. A avtomobili 72 km/saat, B avtomobili isə 90 km/saat sürətlə hərəkət edərək bir-birinə yaxınlaşır. A avtomobili 650 Hs tezliyi ilə siqnal verir. Əgər havadakı səs dalğalarının sürəti 350 m/s-dirsə, onda B avtomobilinin sürücüsünün A avtomobilindən eşitdiyi səs tezliyi nədir?

Məlumdur:

A avtomobilinin sürəti (v _A ) = 72 km/saat = 20 m/s, B avtomobilinə yaxınlaşmaq

B avtomobilinin sürəti (vB ₎ = 90 km/saat = 25 m/s, A avtomobilinə yaxınlaşmaq

A avtomobilinin səs tezliyi (f _A ) = 650 Hz

Səs dalğalarının havadakı sürəti (v) = 350 m/s

Axtarılır: B avtomobilinin sürücüsünün A avtomobilindən eşitdiyi səs tezliyi

Həll yolu:

Səs sürəti (v) həmişə müsbətdir

Müşahidəçi səs mənbəyinə doğru hərəkət edərsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) müsbətdir.}

Müşahidəçi səs mənbəyindən uzaqlaşarsa, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) mənfi olur.}

Səs mənbəyi müşahidəçidən uzaqlaşarsa, mənbə sürəti (v _{mənbə ) müsbətdir}

Səs mənbəyi müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, mənbə sürəti (v _mənbə ) mənfidir

Əgər müşahidəçi sükunətdədirsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) = 0}

Mənbə sükunətdədirsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) = 0}

5. Səs mənbəyi hərəkətsiz müşahidəçiyə yaxınlaşarkən 10 m/s sürətlə hərəkət edir. Səs mənbəyinin tezliyi 380 Hz, havadakı səs dalğalarının sürəti isə 400 m/s-dir. Müşahidəçinin eşitdiyi səs dalğalarının tezliyi nədir?

Məlumdur:

Səs mənbəyinin sürəti (vs ₎ = 20 m/s

Müşahidəçinin sürəti (vp ₎ = 0

Səs mənbəyinin tezliyi (f) = 380 Hz

Səs dalğalarının havadakı sürəti (v) = 400 m/s

İstənilən: Müşahidəçi tərəfindən eşidilən səs dalğalarının tezliyi

Həll yolu:

Səs sürəti (v) həmişə müsbətdir

Müşahidəçi səs mənbəyinə doğru hərəkət edərsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) müsbətdir.}

Müşahidəçi səs mənbəyindən uzaqlaşarsa, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) mənfi olur.}

Səs mənbəyi müşahidəçidən uzaqlaşarsa, mənbə sürəti (v _{mənbə ) müsbətdir}

Səs mənbəyi müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) mənfidir}

Əgər müşahidəçi sükunətdədirsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) = 0}

Mənbə sükunətdədirsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) = 0}

6. 490 Hs səs dalğaları yayan hərəkətsiz müşahidəçiyə doğru hərəkət edən avtomobil. Eşidilən döyüntü tezliyi 10 Hs-dir. Əgər havadakı səs dalğalarının sürəti 340 m/s-dirsə, avtomobilin sürəti nə qədərdir?

Məlumdur:

Səsin tezliyi (f) = 490 Hertz

Səs dalğalarının havadakı sürəti (v) = 340 m/s

Müşahidəçi səs mənbəyinə elə yaxınlaşır ki, eşidilən səsin tezliyi səs mənbəyinin tezliyindən çox olsun. Səsin tezliyi = 490 Hers, ritm tezliyi = 10 Hers , beləliklə müşahidəçinin eşitdiyi səsin tezliyi (f') = 500 Hers.

Axtarış: avtomobilin sürəti

Həll yolu:

Doppler effektinin tənliyi:

İşarə qaydası:

Səs sürəti (v) həmişə müsbətdir

Müşahidəçi səs mənbəyinə doğru hərəkət edərsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) müsbətdir.}

Müşahidəçi səs mənbəyindən uzaqlaşarsa, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) mənfi olur.}

Səs mənbəyi müşahidəçidən uzaqlaşarsa, mənbə sürəti (v _{mənbə ) müsbətdir}

Səs mənbəyi müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) mənfidir}

Əgər müşahidəçi sükunətdədirsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) = 0}

Mənbə sükunətdədirsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) = 0}

Avtomobilin sürəti 6.9 m/s-dir.

^{7. 930 Hs siren səsi çalan polis maşını, motosikletlə 72 km/saat -1} sürətlə qaçan birinin ardınca qaçdı . Polis maşınlarının sürəti 108 km/saat ^-1- ə çatır . Əgər havadakı səs sürəti 340 ms-1-dirsə, motosikletçilər tərəfindən eşidilən siren səslərinin tezliyi ...

Həll yolu:

İşarə qaydası:

Səs sürəti (v) həmişə müsbətdir

Müşahidəçi səs mənbəyinə doğru hərəkət edərsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) müsbətdir.}

Müşahidəçi səs mənbəyindən uzaqlaşarsa, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) mənfi olur.}

Səs mənbəyi müşahidəçidən uzaqlaşarsa, mənbə sürəti (v _{mənbə ) müsbətdir}

Səs mənbəyi müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) mənfidir}

Əgər müşahidəçi sükunətdədirsə, müşahidəçinin sürəti (v _{obs ) = 0}

Mənbə sükunətdədirsə, mənbə sürəti (v _{mənbə ) = 0}

Məlumdur:

Səs mənbəyinin tezliyi (f) = 930 Hz

Müşahidəçinin sürəti (v _p ) = 72 km/saat ^-1 = 72 (1000 metr) / 3600 (saniyə) = 72,000/3600 metr/saniyə = 20 m/s = -20 ms ^-1

Səs mənbəyinin sürəti (v _mənbə ) = 108 km.saat ^-1 = 108 (1000 metr) / (3600 saniyə) = 108,000 / 3600 metr/saniyə = 30 m/s = -30 ms ^-1

Səs dalğalarının mənbəyinin sürəti (v) = 340 ms ^-1

İstənilən: Müşahidəçi tərəfindən eşidilən səs dalğalarının tezliyi (f')

Həll yolu:

Doppler effektinin tənliyi:

8. Təcili yardım maşını 1500 Hs tezliyində siren səsi çıxararaq 72 km saat ^{-1 sürətlə hərəkət edir. Motosikletçilər təcili yardım maşınları ilə əks istiqamətdə 20 ms -1} sürətlə hərəkət edirlər . Əgər havada səs sürəti 340 ms ^-1 olarsa , motosikletçilər tərəfindən təcili yardım maşınına yaxınlaşarkən və uzaqlaşarkən eşidilən tezliklərin nisbəti ...

Məlumdur:

Səs mənbəyinin tezliyi (f) = 1500 Hz

Müşahidəçinin sürəti (vp ₎ = 20 m/s

Səs mənbəyinin sürəti (v _mənbə ) = 72 km/saat = 72 (1000 metr) / 3600 saniyə = 72,000/3600 metr/saniyə = 20 m/s

Səs dalğalarının mənbəyinin sürəti (v) = 340 m/s

Axtarış: Motosikletçilərin təcili yardım maşınına yaxınlaşarkən və ondan uzaqlaşarkən eşitdikləri tezliklərin nisbəti

Həll yolu:

Doppler effektinin tənliyi:

Təcili yardım maşınlarına yaxınlaşan motosikletçilərin eşitdiyi tezliklər

Hər ikisi əks istiqamətdədir, beləliklə, motosiklet təcili yardım maşınına yaxınlaşdıqda ikisi bir-birinə yaxınlaşır. Dinləyici səs mənbəyinə yaxınlaşdıqda vp müsbət, _səs mənbəyi dinləyiciyə yaxınlaşdıqda isə _vs mənfi olur .

Motosikletçilər təcili yardım maşınından uzaqlaşarkən tezlikləri eşidirlər

Hər ikisi əks istiqamətdədir, beləliklə, motosiklet təcili yardım maşınından uzaqlaşdıqda, hər ikisi bir-birindən uzaqlaşır. Dinləyici səs mənbəyindən uzaqdadırsa, vp mənfi, _səs mənbəyi dinləyicidən uzaqdadırsa, _vs müsbətdir .

Motosikletçilərin təcili yardım maşınına yaxınlaşarkən və uzaqlaşarkən eşitdikləri tezliklərin nisbəti

1. Doppler effekti nədir?
   • Cavab: Doppler effekti, dalğa mənbəyinə nisbətən hərəkət edən müşahidəçiyə nisbətən dalğanın tezliyinin və ya dalğa uzunluğunun dəyişməsini təsvir edir.
2. Doppler effekti səs dalğalarında necə özünü göstərir?
   • Cavab: Səs mənbəyi müşahidəçiyə yaxınlaşdıqda, müşahidəçi mənbə sabit olduqdan daha yüksək tezlik (və ya tonu) hiss edir. Əksinə, səs mənbəyi müşahidəçidən uzaqlaşdıqca, qəbul edilən tezlik daha aşağı olur.
3. Doppler effekti baxımından qırmızı sürüşmə və mavi sürüşmə arasındakı fərq nədir?
   • Cavab: Elektromaqnit dalğaları baxımından (işıq kimi), qırmızı sürüşmə, mənbə müşahidəçidən uzaqlaşdıqda işığın daha uzun dalğa uzunluqlarına (və ya daha aşağı tezliklərə) doğru sürüşməsini ifadə edir. Digər tərəfdən, mavi sürüşmə, mənbə müşahidəçiyə doğru hərəkət etdikdə işığın daha qısa dalğa uzunluqlarına (və ya daha yüksək tezliklərə) doğru sürüşməsini ifadə edir.
4. Doppler effekti qalaktikalara və onların kainatdakı hərəkətinə necə tətbiq olunur?
   • Cavab: Bir çox qalaktikalar qırmızıya sürüşmə nümayiş etdirir ki, bu da onların bizdən uzaqlaşdığını göstərir. Bu müşahidə kainatın genişlənməsinin əsas sübutudur.
5. Doppler effekti hava radar texnologiyasında hansı rol oynayır?
   • Cavab: Doppler radarı yağış damcıları və ya dolu kimi hərəkət edən cisimlərin yaratdığı əks olunan radar siqnalının tezliyindəki dəyişikliyi ölçür. Bu, meteoroloqlara yağıntının hərəkətini aşkar etməyə və küləyin sürətini və istiqamətini ölçməyə imkan verir.
6. Doppler effekti yalnız səs və işıq dalğalarında müşahidə olunurmu?
   • Cavab: Xeyr, Doppler effekti istənilən dalğa növündə, istər səs, istər işıq, istərsə də digər elektromaqnit şüalanmasında müşahidə edilə bilər. Bu, sadəcə mənbə ilə müşahidəçi arasında nisbi hərəkət tələb edir.
7. Mənbə ilə müşahidəçi arasındakı nisbi sürət Doppler effektinin böyüklüyünə necə təsir edir?
   • Cavab: Mənbə ilə müşahidəçi arasındakı nisbi sürət nə qədər böyükdürsə, Doppler yerdəyişməsi bir o qədər aydın olur. Məsələn, sürətlə hərəkət edən təcili yardım maşını yavaş hərəkət edən təcili yardım maşını ilə müqayisədə keçərkən səs tonunda daha nəzərəçarpacaq bir dəyişiklik yaradacaq.
8. Niyə gecə bizə yaxınlaşan avtomobilin faralarının işığında Doppler dəyişməsini hiss etmirik?
   • Cavab: Doppler effekti avtomobilin faralarında baş versə də, avtomobilin sürəti işıq sürəti ilə müqayisədə çox kiçikdir. Buna görə də, işığın tezlik/dalğa uzunluğunda Doppler dəyişməsi çox kiçikdir və insan gözü ilə hiss olunmur.
9. Yarasalar kimi heyvanlar Doppler effektindən necə istifadə edirlər?
   • Cavab: Yarasalar ovunu tapmaq və tutmaq üçün səs dalğaları yayaraq və əks-sədaları dinləyərək exolokasiyadan istifadə edirlər. Doppler effekti yarasa və ya onun ovunu hərəkət edərkən rol oynayır və əks-səda verən səs dalğalarının tezliyində dəyişiklik yaradır ki, bu da yarasanın hərəkəti və məsafəni qiymətləndirmək üçün istifadə edə biləcəyi əks-səda verən səs dalğalarının tezliyində dəyişiklik yaradır.
10. Doppler effekti təcili yardım maşınının siren səsi ilə necə əlaqəlidir?

• Cavab: Siren yaxınlaşması olan təcili yardım maşını kimi, səs dalğaları sıxılır və bu da daha yüksək tezlik və ya səs tonuna səbəb olur. Nəqliyyat vasitəsi keçdikcə və uzaqlaşdıqca səs dalğaları uzanır və nəticədə daha aşağı tezlik və ya səs tonuna səbəb olur. Bu, Doppler effektinin təsirindədir və məhz buna görə də nəqliyyat vasitəsi yaxınlaşdıqca və sonra geri çəkildikcə siren fərqli səslənir.