L-effett Doppler – problemi u soluzzjonijiet
1.
(1) osservatur li jiċċaqlaq lejn is-sors tal-kartolerija
(2) sors li jiċċaqlaq lejn l-osservatur wieqaf
(3) l-osservatur u s-sors joqorbu lejn xulxin
(4) l-osservatur u s-sors qed jiċċaqalqu bl-istess veloċità
Jekk it-ton li jinstema' huwa ogħla minn dak tal-frekwenza tas-sors emess, allura liema stqarrija ta' hawn fuq hija korretta :
A. (1), (2) u (3)
B. (1), (2), (3) u (4)
Ċ. (1) u (3)
D. (1) u (4)
E. (2) u (4)
Soluzzjoni
L-ekwazzjoni tal- effett Doppler :
Regola tas-sinjali:
Il-veloċità tal-ħoss (v) hija dejjem pożittiva
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija pożittiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq lejn is-sors tal-ħoss
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija negattiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq 'il bogħod mis-sors tal-ħoss
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija pożittiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq 'il bogħod mill-osservatur
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq lejn l-osservatur
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) = 0 jekk osservatur ikun wieqaf
Il-veloċità tas-sors (v sors ) = 0 jekk is-sors ikun wieqef
Pereżempju :
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) = 60 m/s, jekk l-osservatur ikun wieqaf allura v obs = 0
Il-veloċità tas-sors (v sors ) = 40 m/s, jekk is-sors tal-ħoss ikun kwiet allura v sors = 0
Il-veloċità tal-ħoss (v) = 340 m/s
Il-frekwenza tal-ħoss (f) = 1000 Hertz
Osservatur miexi lejn is-sors tal-kartolerija
Il- veloċità tal- osservatur ( v obs ) hija pożittiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq lejn is-sors tal-ħoss
Is-sors tal-ħoss wieqaf allura v sors = 0
Sors miexi lejn l-osservatur wieqaf
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq lejn osservatur
Osservatur mistrieħ għalhekk ( v obs ) = 0
L-osservatur u s-sors jersqu lejn xulxin
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija pożittiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq lejn is-sors tal-ħoss
Il-veloċità tas-sors (vs sors ) hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq lejn l-osservatur
L-osservatur u s-sors qed jiċċaqalqu bl-istess veloċità
Jekk is-sors tal-ħoss u l-osservatur jiċċaqalqu bl-istess veloċità allura ma jseħħ l-ebda effett Doppler.
2. Osservatur mistrieħ ħdejn is-sors tal-ħoss ta' frekwenza 684 Hz. Ieħor is-sors tal-ħoss ta' 676 Hz miexi lejn l-osservatur b'2 n/s. Jekk il-veloċità tal-mewġ tal-ħoss fl-arja hija 340 m/s, allura x'inhi l-frekwenza tat-taħbit li jinstema' l-osservatur.
Magħruf:
Il-frekwenza tas-sors tal-ħoss 1 (f 1 ) = 684 Hz (mistrieħ)
Il-frekwenza tas-sors tal-ħoss 2 (f 2 ) = 676 Hz (moviment)
Il-veloċità tas-sors tal-ħoss 2 (v 2 ) = 2 m/s (jiċċaqlaq lejn l-osservatur)
Il-veloċità tas-sors tal-mewġ tal-ħoss fl-arja (v) = 340 m/s
Meħtieġa: Il-frekwenza tat-taħbit li tinstema' mill-osservatur
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-effett Doppler:
Regola tas-sinjali:
Il-veloċità tal-ħoss (v) hija dejjem pożittiva
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija pożittiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq lejn is-sors tal-ħoss
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija negattiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq 'il bogħod mis-sors tal-ħoss
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija pożittiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq 'il bogħod mill-osservatur
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq lejn l-osservatur
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) = 0 jekk osservatur ikun wieqaf
Il-veloċità tas-sors (v sors ) = 0 jekk is-sors ikun wieqef
Il-frekwenza tat-taħbita li tinstema' mill-osservatur = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.
3. Sors ta' ħoss miexi lejn l-osservatur wieqaf b'20 m/s. Il-frekwenza tas-sors tal-ħoss = 380 Hz. Il-veloċità tal- mewġ tal-ħoss fl-arja = 400 ms -1 . X'inhi l-frekwenza tal-mewġ tal-ħoss li jinstema' l-osservatur?
Magħruf:
Il-veloċità tas-sors tal-ħoss (v sors ) = 20 m/s
Il-veloċità tal-osservatur (v p ) = 0
Il-frekwenza tas-sors tal-ħoss (f) = 380 Hz
Il-veloċità tas-sors tal-mewġ tal-ħoss (v) = 400 ms -1
Meħtieġa: Il-frekwenza tal-mewġ tal-ħoss li jinstema' l-osservatur
4. Karozza A timxi b'72 km/h u karozza B timxi b'90 km/h, jersqu lejn xulxin. Il-Karozza A daqqet il-ħoss bi frekwenza ta' 650 Hz. Jekk il-veloċità tal-mewġ tal-ħoss fl-arja hija 350 m/s, allura x'inhi l-frekwenza tal-ħoss li jinstema' x-xufier tal-karozza B mill-karozza A.
Magħruf:
Il-veloċità tal-karozza A (v A ) = 72 km/h = 20 m/s, avviċinament lejn il-karozza B
Il-veloċità tal-karozza B (v B ) = 90 km/h = 25 m/s, avviċina l-karozza A
Il-frekwenza tal-ħoss tal-karozza A (f A ) = 650 Hz
Il-veloċità tal-mewġ tal-ħoss fl-arja (v) = 350 m/s
Mixtieqa: Il-frekwenza tal-ħoss li jinstema' x-xufier tal-karozza B mill-karozza A
Soluzzjoni:
Il-veloċità tal-ħoss (v) hija dejjem pożittiva
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija pożittiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq lejn is-sors tal-ħoss
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija negattiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq 'il bogħod mis-sors tal-ħoss
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija pożittiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq 'il bogħod mill-osservatur
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq lejn l-osservatur
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) = 0 jekk osservatur ikun wieqaf
Il-veloċità tas-sors (v sors ) = 0 jekk is-sors ikun wieqef
5. Sors tal-ħoss jiċċaqlaq b'10 m/s joqrob lejn osservatur wieqaf. Il-frekwenza tas-sors tal-ħoss hija 380 Hz u l-veloċità tal-mewġ tal-ħoss fl-arja hija 400 m/s X'inhi l-frekwenza tal-mewġ tal-ħoss li jinstema' l-osservatur.
Magħruf:
Il-veloċità tas-sors tal-ħoss (v s ) = 20 m/s
Il-veloċità tal-osservatur (v p ) = 0
Il-frekwenza tas-sors tal-ħoss (f) = 380 Hz
Il-veloċità tal-mewġ tal-ħoss fl-arja (v) = 400 m/s
Meħtieġa: Il-frekwenza tal-mewġ tal-ħoss li jinstema' l-osservatur
Soluzzjoni:
Il-veloċità tal-ħoss (v) hija dejjem pożittiva
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija pożittiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq lejn is-sors tal-ħoss
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija negattiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq 'il bogħod mis-sors tal-ħoss
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija pożittiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq 'il bogħod mill-osservatur
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq lejn l-osservatur
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) = 0 jekk osservatur ikun wieqaf
Il-veloċità tas-sors (v sors ) = 0 jekk is-sors ikun wieqef
6. Karozza miexja lejn osservatur wieqaf li temetti mewġ tal-ħoss ta' 490 Hz. Il-frekwenza tat-taħbit li tinstema' hija ta' 10 Hz. Jekk il-veloċità tal-mewġ tal-ħoss fl-arja hija ta' 340 m/s, x'inhi l-veloċità tal-karozza?
Magħruf:
Il-frekwenza tal-ħoss (f) = 490 Hertz
Il-veloċità tal-mewġ tal-ħoss fl-arja (v) = 340 m/s
L- osservatur joqrob lejn is-sors tal-ħoss b'tali mod li l-frekwenza tal-ħoss li jinstema' tkun akbar mill-frekwenza tas-sors tal-ħoss. Il-frekwenza tal-ħoss = 490 Hertz u l-frekwenza tat-taħbita = 10 Hertz sabiex il-frekwenza tal-ħoss li jinstema' minn osservatur (f') = 500 Hertz.
Meħtieġa: il-veloċità tal-karozza
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-effett Doppler:
Regola tas-sinjali:
Il-veloċità tal-ħoss (v) hija dejjem pożittiva
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija pożittiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq lejn is-sors tal-ħoss
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija negattiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq 'il bogħod mis-sors tal-ħoss
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija pożittiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq 'il bogħod mill-osservatur
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq lejn l-osservatur
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) = 0 jekk osservatur ikun wieqaf
Il-veloċità tas-sors (v sors ) = 0 jekk is-sors ikun wieqef
Il-veloċità tal-karozza hija 6.9 m/s.
7. Il-karozza tal-pulizija li kienet qed iddoqq sirena ta’ 930 Hz ġriet wara xi ħadd li ħarab fuq mutur b’veloċità ta’ 72 km/siegħa -1 . Il-veloċità tal-karozzi tal-pulizija tilħaq il-108 km/siegħa -1 . Jekk il-veloċità tal-ħoss fl-arja hija 340 ms-1, allura l-frekwenza tal-ħsejjes tas-sirena li jinstemgħu mill-muturi hija …
Soluzzjoni:
Regola tas-sinjali:
Il-veloċità tal-ħoss (v) hija dejjem pożittiva
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija pożittiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq lejn is-sors tal-ħoss
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) hija negattiva jekk l-osservatur jiċċaqlaq 'il bogħod mis-sors tal-ħoss
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija pożittiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq 'il bogħod mill-osservatur
Il-veloċità tas-sors (v sors ) hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss jiċċaqlaq lejn l-osservatur
Il-veloċità tal-osservatur (v obs ) = 0 jekk osservatur ikun wieqaf
Il-veloċità tas-sors (v sors ) = 0 jekk is-sors ikun wieqef
Magħruf:
Il-frekwenza tas-sors tal-ħoss (f) = 930 Hz
Il-veloċità tal-osservatur (v p ) = 72 km/siegħa -1 = 72 (1000 metru) / 3600 (sekondi) = 72,000/3600 metru/sekonda = 20 m/s = -20 ms -1
Il-veloċità tas-sors tal-ħoss (v sors ) = 108 km/siegħa -1 = 108 (1000 metru) / (3600 sekonda) = 108,000 / 3600 metru/sekonda = 30 m/s = -30 ms -1
Il-veloċità tas-sors tal-mewġ tal-ħoss (v) = 340 ms -1
Meħtieġa: Il-frekwenza tal-mewġ tal-ħoss li jinstema' minn osservatur (f')
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-effett Doppler:
8. Ambulanza timxi b'veloċità ta' 72 km. siegħa -1 waqt li ddoqq sirena bi frekwenza ta' 1500 Hz. Il-muturi jiċċaqalqu b'veloċitajiet ta' 20 ms -1 f'direzzjonijiet opposti mal-ambulanzi. Jekk il-veloċità tal-ħoss fl-arja hija 340 ms -1 , allura l-proporzjon tal-frekwenzi li jinstemgħu l-muturi meta joqorbu u jitbiegħdu mill-ambulanza huwa ...
Magħruf:
Il-frekwenza tas-sors tal-ħoss (f) = 1500 Hz
Il-veloċità tal-osservatur (v p ) = 20 m/s
Il-veloċità tas-sors tal-ħoss (v sors ) = 72 km/siegħa = 72 (1000 metru) / 3600 sekonda = 72,000/3600 metru/sekonda = 20 m/s
Il-veloċità tas-sors tal-mewġ tal-ħoss (v) = 340 m/s
Meħtieġ: Il-proporzjon tal-frekwenzi li jinstemgħu mill-muturċiklisti meta joqorbu u jitbiegħdu mill-ambulanza
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-effett Doppler:
Frekwenzi li jinstemgħu minn muturiċiklisti li joqorbu lejn l-ambulanzi
It-tnejn huma f'direzzjonijiet opposti sabiex meta l-mutur joqrob lejn il-karozza tal-ambulanza, it-tnejn joqorbu lejn xulxin. v p hija pożittiva jekk is-semmiegħ joqrob lejn is-sors tal-ħoss u v s hija negattiva jekk is-sors tal-ħoss joqrob lejn is-semmiegħ.
Il-frekwenzi jinstemgħu mill-muturi hekk kif jitbiegħdu mill-ambulanza
It-tnejn huma f'direzzjonijiet opposti sabiex meta l-mutur jiċċaqlaq 'il bogħod mill-ambulanza, it-tnejn li huma jiċċaqilqu 'l bogħod minn xulxin. v p hija negattiva jekk is-semmiegħ ikun 'il bogħod mis-sors tal-ħoss u v s hija pożittiva jekk is-sors tal-ħoss ikun 'il bogħod mis-semmiegħ.
Il -proporzjon tal-frekwenzi li jinstemgħu mill-muturċiklisti meta joqorbu u jitbiegħdu mill-ambulanza
- X'inhu l-effett Doppler?
- Tweġiba: L-effett Doppler jiddeskrivi l-bidla fil-frekwenza jew fit-tul tal-mewġa ta' mewġa fir-rigward ta' osservatur li jkun qed jiċċaqlaq relattivament mas-sors tal-mewġa.
- Kif jimmanifesta ruħu l-effett Doppler fil-mewġ tal-ħoss?
- Tweġiba: Meta sors tal-ħoss joqrob lejn osservatur, l-osservatur jipperċepixxi frekwenza (jew pitch) ogħla milli meta s-sors ikun wieqaf. Bil-maqlub, hekk kif is-sors tal-ħoss jitbiegħed mill-osservatur, il-frekwenza perċepita tkun aktar baxxa.
- X'inhi d-differenza bejn redshift u blueshift f'termini tal-effett Doppler?
- Tweġiba: F'termini ta' mewġ elettromanjetiku (bħad-dawl), redshift jirreferi għall-bidla tad-dawl lejn wavelengths itwal (jew frekwenzi aktar baxxi) meta sors ikun qed jiċċaqlaq 'il bogħod minn osservatur. Blueshift, min-naħa l-oħra, jirreferi għall-bidla tad-dawl lejn wavelengths iqsar (jew frekwenzi ogħla) meta s-sors ikun qed jiċċaqlaq lejn l-osservatur.
- Kif japplika l-effett Doppler għall-galassji u l-moviment tagħhom fl-univers?
- Tweġiba: Ħafna galassji juru redshift, li jindika li qed jitbiegħdu minna. Din l-osservazzjoni tifforma evidenza ewlenija għall-espansjoni tal-univers.
- X'rwol għandu l-effett Doppler fit-teknoloġija tar-radar tat-temp?
- Tweġiba: Ir-radar Doppler ikejjel il-bidla fil-frekwenza tas-sinjal tar-radar rifless ikkawżat minn oġġetti li jiċċaqalqu, bħal qtar tax-xita jew silġ. Dan jippermetti lill-meteoroloġisti jindunaw bil-moviment tal-preċipitazzjoni u jkejlu l-veloċità u d-direzzjoni tar-riħ.
- L-effett Doppler jiġi osservat biss fil-mewġ tal-ħoss u tad-dawl?
- Tweġiba: Le, l-effett Doppler jista' jiġi osservat fi kwalunkwe tip ta' mewġa, kemm jekk ikun ħoss, dawl, jew radjazzjoni elettromanjetika oħra. Sempliċement jeħtieġ moviment relattiv bejn is-sors u l-osservatur.
- Kif taffettwa l-kobor tal-effett Doppler il-veloċità relattiva bejn is-sors u l-osservatur?
- Tweġiba: Iktar ma tkun kbira l-veloċità relattiva bejn is-sors u l-osservatur, iktar ikun evidenti l-bidla Doppler. Pereżempju, ambulanza li tkun miexja malajr tipproduċi bidla aktar notevoli fit-ton hekk kif tgħaddi minn ħdejha meta mqabbla ma' waħda li tkun miexja bil-mod.
- Għaliex ma nindunawx b'ċaqliq Doppler fid-dawl tad-dwal ta' quddiem ta' karozza hekk kif toqrob lejna bil-lejl?
- Tweġiba: Filwaqt li l-effett Doppler iseħħ għad-dwal ta' quddiem tal-karozza, il-veloċità tal-karozza hija żgħira wisq meta mqabbla mal-veloċità tad-dawl. Għalhekk, il-bidla Doppler fil-frekwenza/tul tal-mewġa tad-dawl hija minuskula u ma tistax tiġi skoperta mill-għajn tal-bniedem.
- Kif jużaw l-effett Doppler annimali bħall-friefet il-lejl?
- Tweġiba: Il-friefet il-lejl jużaw l-ekolokazzjoni, billi jarmu mewġ tal-ħoss u jisimgħu l-eki biex jillokalizzaw u jaqbdu l-priża. L-effett Doppler għandu rwol meta l-friefet il-lejl jew il-priża tiegħu jkunu qed jiċċaqalqu, u jikkawża bidla fil-frekwenza tal-mewġ tal-ħoss ripetut, li l-friefet il-lejl jista' jinduna u juża biex jiġġudika l-moviment u d-distanza.
- Kif jirrelata l-effett Doppler mas-sirena ta' vettura ta' emerġenza?
- Tweġiba: Hekk kif vettura ta' emerġenza b'sirena toqrob, il-mewġ tal-ħoss jiġi kkompressat, u dan iwassal għal frekwenza jew ton ogħla. Hekk kif il-vettura tgħaddi u titbiegħed, il-mewġ tal-ħoss jiġġebbed, u dan jirriżulta fi frekwenza jew ton aktar baxx. Dan huwa l-effett Doppler fl-azzjoni, u huwa għalhekk li s-sirena tinstema' differenti hekk kif il-vettura toqrob u mbagħad tirtira.
