Допплер эффектиси: көйгөйлөр жана аларды чечүү жолдору

Допплер эффектиси: көйгөйлөр жана аларды чечүү жолдору

1.

(1) канцелярдык булагын көздөй жылып бараткан байкоочу

(2) кыймылсыз байкоочуга карай жылып жаткан булак

(3) байкоочу жана булак бири-бирине жакындашат

(4) байкоочу жана булак бирдей ылдамдыкта кыймылдашат

Эгерде угулган үндүн бийиктиги чыгарылган булактын жыштыгынан жогору болсо, анда жогорудагы билдирүүлөрдүн кайсынысы туура :

A. (1), (2) жана (3)

B. (1), (2), (3) жана (4)

C. (1) жана (3)

D. (1) жана (4)

E. (2) жана (4)

чечим

Доплер эффектинин теңдемеси :

Белги эрежеси:

Үн ылдамдыгы (v) ар дайым оң мааниге ээ

Эгерде байкоочу үн булагына карай жылса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) оң болот.}

Эгерде байкоочу үн булагынан алыстаса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) терс болот.}

Эгерде үн булагы байкоочудан алыстаса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) оң болот.}

Эгерде үн булагы байкоочуну көздөй жылып баратса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) терс болот.}

Эгерде байкоочу тынч абалда болсо, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) = 0}

Эгерде булак тынч абалда болсо, булактын ылдамдыгы (v _{source ) = 0}

Мисалы :

Байкоочунун ылдамдыгы (v _obs ) = 60 м/с, эгерде байкоочу тынч абалда болсо, анда v _obs = 0

Булактын ылдамдыгы (v _булагы ) = 40 м/с, эгерде үн булагы тынч абалда болсо, анда v _булагы = 0

Үн ылдамдыгы (v) = 340 м/с

Үн жыштыгы (f) = 1000 Герц

Байкоочу канцелярдык булагын көздөй бара жатат

Эгерде байкоочу үн булагына карай жылса, _{байкоочунун} ылдамдыгы ( vobs ) оң болот.

Тынч абалдагы үн булагы, ошондуктан v _булагы = 0

Булак стационардык байкоочуга карай жылып баратат

Эгерде үн булагы байкоочуну көздөй жылып баратса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) терс болот.}

Байкоочу тынч абалда, ошондуктан ( v _obs ) = 0

Байкоочу жана булак бири-бирине жакындашат

Эгерде байкоочу үн булагына карай жылса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) оң болот.}

Эгерде үн булагы байкоочуну көздөй жылып баратса, булактын ылдамдыгы (vs _{source ) терс болот.}

Байкоочу жана булак бирдей ылдамдыкта кыймылдашат

Эгерде үн булагы жана байкоочу бирдей ылдамдыкта кыймылдаса, анда Допплер эффектиси болбойт.

2. 684 Гц жыштыктагы үн булагынын жанында тынч турган байкоочу. Дагы бир 676 Гц үн булагы байкоочуну көздөй 2 н/с ылдамдыкта жылып баратат. Эгерде абадагы үн толкундарынын ылдамдыгы 340 м/с болсо, анда байкоочу уккан соккунун жыштыгы кандай?

Белгилүү:

Үн булагынын жыштыгы 1 (f1 ₎ = 684 Гц (тынчтык)

Үн булагынын жыштыгы 2 (f2 ₎ = 676 Гц (жылдыруу)

Үн булагынын ылдамдыгы 2 (v2 ₎ = 2 м/с (байкоочуну көздөй жылып баратканда)

Үн толкундарынын булагынын абадагы ылдамдыгы (v) = 340 м/с

Изделген: Байкоочу уккан сокку жыштыгы

Чечим:

Допплер эффектинин теңдемеси:

Белги эрежеси:

Үн ылдамдыгы (v) ар дайым оң мааниге ээ

Эгерде байкоочу үн булагына карай жылса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) оң болот.}

Эгерде байкоочу үн булагынан алыстаса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) терс болот.}

Эгерде үн булагы байкоочудан алыстаса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) оң болот.}

Эгерде үн булагы байкоочуну көздөй жылып баратса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) терс болот.}

Эгерде байкоочу тынч абалда болсо, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) = 0}

Эгерде булак тынч абалда болсо, булактын ылдамдыгы (v _{source ) = 0}

Байкоочу уккан сокку жыштыгы = 684 Гц – 680 Гц = 4 Гц.

3. 20 м/с ылдамдыкта кыймылсыз байкоочуга карай жылып бараткан үн булагы. Үн булагынын жыштыгы = 380 Гц. Үн толкундарынын абадагы ылдамдыгы = 400 мс ^-1 . Байкоочу уккан үн толкундарынын жыштыгы канча?

Белгилүү:

Үн булагынын ылдамдыгы (v _булагы ) = 20 м/с

Байкоочунун ылдамдыгы (vp ₎ = 0

Үн булагынын жыштыгы (f) = 380 Гц

Үн толкундарынын булагынын ылдамдыгы (v) = 400 мс ^-1

Изделген нерсе: Байкоочу уккан үн толкундарынын жыштыгы

4. А унаасы 72 км/саат, ал эми В унаасы 90 км/саат ылдамдык менен бири-бирине жакындашат. А унаасы 650 Гц жыштыктагы сигнал берет. Эгерде абадагы үн толкундарынын ылдамдыгы 350 м/с болсо, анда В унаасынын айдоочусу А унаасынан уккан үндүн жыштыгы кандай?

Белгилүү:

А вагонунун ылдамдыгы (v _A ) = 72 км/саат = 20 м/с, В вагонуна жакындаңыз

В вагонунун ылдамдыгы (vB ₎ = 90 км/саат = 25 м/с, А вагонуна жакындаңыз

А унаасынын үн жыштыгы (f _A ) = 650 Гц

Үн толкундарынын абадагы ылдамдыгы (v) = 350 м/с

Изделет: В унаасынын айдоочусу А унаасынан уккан үндүн жыштыгы

Чечим:

Үн ылдамдыгы (v) ар дайым оң мааниге ээ

Эгерде байкоочу үн булагына карай жылса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) оң болот.}

Эгерде байкоочу үн булагынан алыстаса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) терс болот.}

Эгерде үн булагы байкоочудан алыстаса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) оң болот.}

Эгерде үн булагы байкоочуну көздөй жылып баратса , булактын ылдамдыгы (v _source ) терс болот.

Эгерде байкоочу тынч абалда болсо, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) = 0}

Эгерде булак тынч абалда болсо, булактын ылдамдыгы (v _{source ) = 0}

5. Үн булагы кыймылсыз байкоочуга жакындап келе жатып, 10 м/с ылдамдыкта кыймылдайт. Үн булагынын жыштыгы 380 Гц, ал эми абадагы үн толкундарынын ылдамдыгы 400 м/с. Байкоочу уккан үн толкундарынын жыштыгы канча?

Белгилүү:

Үн булагынын ылдамдыгы (vs ₎ = 20 м/с

Байкоочунун ылдамдыгы (vp ₎ = 0

Үн булагынын жыштыгы (f) = 380 Гц

Үн толкундарынын абадагы ылдамдыгы (v) = 400 м/с

Изделген нерсе: Байкоочу уккан үн толкундарынын жыштыгы

Чечим:

Үн ылдамдыгы (v) ар дайым оң мааниге ээ

Эгерде байкоочу үн булагына карай жылса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) оң болот.}

Эгерде байкоочу үн булагынан алыстаса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) терс болот.}

Эгерде үн булагы байкоочудан алыстаса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) оң болот.}

Эгерде үн булагы байкоочуну көздөй жылып баратса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) терс болот.}

Эгерде байкоочу тынч абалда болсо, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) = 0}

Эгерде булак тынч абалда болсо, булактын ылдамдыгы (v _{source ) = 0}

6. 490 Гц үн толкундарын чыгарган кыймылсыз байкоочуга карай бара жаткан унаа. Угулган сокку жыштыгы 10 Гц. Эгерде абадагы үн толкундарынын ылдамдыгы 340 м/с болсо, анда унаанын ылдамдыгы канча?

Белгилүү:

Үн жыштыгы (f) = 490 Герц

Үн толкундарынын абадагы ылдамдыгы (v) = 340 м/с

Байкоочу үн булагынын жыштыгы угулган үндүн жыштыгынан чоң болушу үчүн үндүн булагынын жанына келет . Үндүн жыштыгы = 490 Герц, ал эми согуу жыштыгы = 10 Герц, ошондуктан байкоочу уккан үндүн жыштыгы (f') = 500 Герц.

Издөө: унаанын ылдамдыгы

Чечим:

Допплер эффектинин теңдемеси:

Белги эрежеси:

Үн ылдамдыгы (v) ар дайым оң мааниге ээ

Эгерде байкоочу үн булагына карай жылса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) оң болот.}

Эгерде байкоочу үн булагынан алыстаса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) терс болот.}

Эгерде үн булагы байкоочудан алыстаса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) оң болот.}

Эгерде үн булагы байкоочуну көздөй жылып баратса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) терс болот.}

Эгерде байкоочу тынч абалда болсо, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) = 0}

Эгерде булак тынч абалда болсо, булактын ылдамдыгы (v _{source ) = 0}

Унаанын ылдамдыгы секундасына 6.9 метр.

7. 930 Гц сиренасын чырылдатып жаткан полиция машинасы мотоцикл менен качып кеткен бирөөнүн артынан кууп жөнөдү, ал 72 км/саат ^-1 ылдамдыкта жүрдү . Полиция машиналарынын ылдамдыгы 108 км/саат ^-1ге жетет . Эгерде абадагы үндүн ылдамдыгы 340 мс-1 болсо, анда мотоцикл айдоочулар уккан сирена үндөрүнүн жыштыгы ...

Чечим:

Белги эрежеси:

Үн ылдамдыгы (v) ар дайым оң мааниге ээ

Эгерде байкоочу үн булагына карай жылса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) оң болот.}

Эгерде байкоочу үн булагынан алыстаса, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) терс болот.}

Эгерде үн булагы байкоочудан алыстаса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) оң болот.}

Эгерде үн булагы байкоочуну көздөй жылып баратса, булактын ылдамдыгы (v _{source ) терс болот.}

Эгерде байкоочу тынч абалда болсо, байкоочунун ылдамдыгы (v _{obs ) = 0}

Эгерде булак тынч абалда болсо, булактын ылдамдыгы (v _{source ) = 0}

Белгилүү:

Үн булагынын жыштыгы (f) = 930 Гц

Байкоочунун ылдамдыгы (v _p ) = 72 км/саат ^-1 = 72 (1000 метр) / 3600 (секунда) = 72 000/3600 метр/секунда = 20 м/с = -20 мс ^-1

Үн булагынын ылдамдыгы (v _булагы ) = 108 км/саат ^-1 = 108 (1000 метр) / (3600 секунд) = 108,000 / 3600 метр/секунда = 30 м/с = -30 мс ^-1

Үн толкундарынын булагынын ылдамдыгы (v) = 340 мс ^-1

Изделген: Байкоочу уккан үн толкундарынын жыштыгы (f')

Чечим:

Допплер эффектинин теңдемеси:

8. Тез жардам унаасы 1500 Гц жыштыктагы сирена чалып, 72 км саат ^{-1 ылдамдыкта баратат. Мотоциклчилер тез жардам унаалары менен карама-каршы багытта 20 мс -1} ылдамдыкта баратышат . Эгерде абадагы үндүн ылдамдыгы 340 мс ^-1 болсо , анда мотоциклчилер тез жардам унаасына жакындаганда жана андан алыстаганда угушкан жыштыктардын катышы ...

Белгилүү:

Үн булагынын жыштыгы (f) = 1500 Гц

Байкоочунун ылдамдыгы (vp ₎ = 20 м/с

Үн булагынын ылдамдыгы (v _source ) = 72 км/саат = 72 (1000 метр) / 3600 секунд = 72,000/3600 метр/секунда = 20 м/сек

Үн толкундарынын булагынын ылдамдыгы (v) = 340 м/с

Издөө: Тез жардам унаасына жакындаганда жана андан алыстаганда мотоцикл айдоочулары уккан жыштыктардын катышы

Чечим:

Допплер эффектинин теңдемеси:

Тез жардам унааларына жакындап келе жаткан мотоцикл айдоочулары уккан жыштыктар

Экөө тең карама-каршы багытта, ошондуктан мотоцикл тез жардам унаасына жакындаганда, экөө тең бири-бирине жакындашат. Эгерде угуучу үн булагына жакындаса, vp оң, ал _эми үн булагы угуучуга жакындаса , _vs терс болот .

Мотоцикл айдоочулары тез жардам унаасынан алыстап баратканда жыштыктарды угушат

Экөө тең карама-каршы багытта, ошондуктан мотоцикл тез жардам унаасынан алыстаганда, экөө тең бири-биринен алысташат. Эгерде угуучу үн булагынан алыста болсо, _vp терс, ал эми үн булагы угуучудан алыста болсо, _vs оң болот .

Тез жардам унаасына жакындап келгенде жана андан алыстаганда мотоцикл айдоочулары уккан жыштыктардын катышы

1. Допплер эффектиси деген эмне?
   • деп жооп берет: Допплер эффектиси толкун булагына салыштырмалуу кыймылдап жаткан байкоочуга карата толкундун жыштыгынын же толкун узундугунун өзгөрүшүн сүрөттөйт.
2. Допплер эффектиси үн толкундарында кандайча көрүнөт?
   • деп жооп берет: Үн булагы байкоочуга жакындаганда, байкоочу булак кыймылсыз тургандагыга караганда жогорку жыштыкты (же бийиктикти) кабылдайт. Тескерисинче, үн булагы байкоочудан алыстаган сайын, кабыл алынган жыштык төмөн болот.
3. Доплер эффектиси боюнча кызыл жылмышуу менен көк жылмышуунун ортосунда кандай айырма бар?
   • деп жооп берет: Электромагниттик толкундар (жарык сыяктуу) жагынан алганда, кызыл жылышуу булак байкоочудан алыстаганда жарыктын узунураак толкун узундуктарына (же төмөнкү жыштыктарга) жылышуусун билдирет. Ал эми көк жылышуу булак байкоочуга карай жылып баратканда жарыктын кыска толкун узундуктарына (же жогорку жыштыктарга) жылышуусун билдирет.
4. Допплер эффектиси галактикаларга жана алардын ааламдагы кыймылына кандайча тиешелүү?
   • деп жооп берет: Көптөгөн галактикалар кызылга жылышууну көрсөтөт, бул алардын бизден алыстап баратканын көрсөтүп турат. Бул байкоо ааламдын кеңейишинин негизги далили болуп саналат.
5. Допплер эффектиси метеорологиялык радар технологиясында кандай ролду ойнойт?
   • деп жооп берет: Допплер радары жамгыр тамчылары же мөндүр сыяктуу кыймылдап жаткан объектилерден улам пайда болгон чагылган радар сигналынын жыштыгынын өзгөрүшүн өлчөйт. Бул метеорологдорго жаан-чачындын кыймылын аныктоого жана шамалдын ылдамдыгын жана багытын өлчөөгө мүмкүндүк берет.
6. Допплер эффектиси үн жана жарык толкундарында гана байкалабы?
   • деп жооп берет: Жок, Допплер эффектин үн, жарык же башка электромагниттик нурлануу болсун, кандай гана толкун болбосун байкоого болот. Бул жөн гана булак менен байкоочунун ортосундагы салыштырмалуу кыймылды талап кылат.
7. Булак менен байкоочунун ортосундагы салыштырмалуу ылдамдык Допплер эффектинин чоңдугуна кандай таасир этет?
   • деп жооп берет: Булак менен байкоочунун ортосундагы салыштырмалуу ылдамдык канчалык чоң болсо, Допплердин жылышы ошончолук айкын болот. Мисалы, тез кыймылдаган тез жардам унаасы жай кыймылдаган унаага салыштырмалуу өтүп баратканда үндүн бийиктигинде байкаларлык өзгөрүүнү пайда кылат.
8. Эмне үчүн түнкүсүн бизге жакындап келе жаткан унаанын фараларынын жарыгында Доплер жылышуусу байкалбайт?
   • деп жооп берет: Допплер эффектиси унаанын фараларында байкалса да, унаанын ылдамдыгы жарыктын ылдамдыгына салыштырмалуу өтө эле аз. Демек, жарыктын жыштыгынын/толкун узундугунун Допплер жылышы өтө аз жана адамдын көзү менен байкалбайт.
9. Жарганаттар сыяктуу жаныбарлар Допплер эффектин кантип колдонушат?
   • деп жооп берет: Жарганаттар олжосун табуу жана кармоо үчүн эхолокацияны колдонушат, үн толкундарын чыгарышат жана жаңырыкты угушат. Допплер эффектиси жарганат же анын олжосу кыймылдап жатканда роль ойнойт, бул жаңырык үн толкундарынын жыштыгынын өзгөрүшүнө алып келет, жарганат аны аныктап, кыймылды жана аралыкты баалоо үчүн колдоно алат.
10. Допплер эффектиси тез жардам унаасынын сиренасы менен кандай байланышта?

• деп жооп берет: Тез жардам унаасы сирена менен жакындаганда, үн толкундары кысылып, жогорку жыштыкка же бийиктикке алып келет. Унаа өтүп баратканда жана алыстаганда, үн толкундары созулуп, жыштык же бийиктик төмөндөйт. Бул Допплер эффектинин таасири, ошондуктан унаа жакындап, андан кийин артка чегингенде сирена ар кандай угулат.