ڈوپلر اثر - مسائل اور حل
1.
(1) ایک مبصر اسٹیشنری ماخذ کی طرف بڑھ رہا ہے۔
(2) ذریعہ اسٹیشنری مبصر کی طرف بڑھ رہا ہے۔
(3) مبصر اور ذریعہ ایک دوسرے سے رجوع کرتے ہیں۔
(4) مبصر اور ماخذ ایک ہی رفتار سے آگے بڑھ رہے ہیں۔
اگر سنائی گئی پچ خارج شدہ ذریعہ کی فریکوئنسی سے زیادہ ہے، تو اوپر والا کون سا بیان درست ہے :
A. (1)، (2) اور (3)
B. (1)، (2)، (3) اور (4)
C. (1) اور (3)
D. (1) اور (4)
E. (2) اور (4)
حل
ڈوپلر اثر کی مساوات :
دستخطی اصول:
آواز کی رفتار (v) ہمیشہ مثبت ہوتی ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) مثبت ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) منفی ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع سے ہٹ جاتا ہے۔
ماخذ کی رفتار (v ماخذ ) مثبت ہے اگر آواز کا منبع مبصر سے دور ہو جائے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) منفی ہے اگر آواز کا منبع مبصر کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) = 0 اگر کوئی مبصر آرام پر ہے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) = 0 اگر ماخذ باقی ہے۔
مثال کے طور پر :
مبصر کی رفتار (v obs ) = 60 m/s، اگر مبصر آرام پر ہے تو v obs = 0
ماخذ کی رفتار (v ماخذ ) = 40 m/s، اگر آواز کا منبع باقی ہے تو v سورس = 0
آواز کی رفتار (v) = 340 m/s
آواز کی فریکوئنسی (f) = 1000 ہرٹز
ایک مبصر اسٹیشنری کے ذریعہ کی طرف بڑھ رہا ہے۔
o bserver کی رفتار ( v obs ) مثبت ہے اگر مبصر آواز کے منبع کی طرف بڑھتا ہے۔
آرام پر آواز کا منبع v سورس = 0
ماخذ اسٹیشنری مبصر کی طرف بڑھ رہا ہے۔
اگر آواز کا منبع کسی مبصر کی طرف بڑھتا ہے تو سورس کی رفتار (v source ) منفی ہوتی ہے۔
مبصر آرام پر ہے تو ( v obs ) = 0
مبصر اور ذریعہ ایک دوسرے سے رجوع کرتے ہیں۔
مبصر کی رفتار (v obs ) مثبت ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع کی طرف بڑھتا ہے۔
ماخذ کی رفتار (v s ource ) منفی ہے اگر آواز کا ذریعہ مبصر کی طرف بڑھتا ہے
مبصر اور ذریعہ ایک ہی رفتار سے آگے بڑھ رہے ہیں۔
اگر آواز کا منبع اور مبصر ایک ہی رفتار سے حرکت کرتے ہیں تو کوئی ڈوپلر اثر نہیں ہوتا ہے۔
2. فریکوئنسی 684 ہرٹز کی آواز کے ماخذ کے قریب آرام کرنے والا ایک مبصر۔ 2 n/s پر مبصر کی طرف بڑھنے والی 676 Hz کی آواز کا ایک اور ذریعہ۔ اگر ہوا میں آواز کی لہروں کی رفتار 340 m/s ہے، تو مشاہدہ کرنے والے کی طرف سے سنی جانے والی بیٹ فریکوئنسی کتنی ہے۔
جانا جاتا ہے:
آواز کے منبع کی فریکوئنسی 1 (f 1 ) = 684 Hz (باقی)
آواز کے منبع کی فریکوئنسی 2 (f 2 ) = 676 Hz (حرکت)
آواز کے منبع کی رفتار 2 (v 2 ) = 2 m/s (مبصر کی طرف بڑھ رہی ہے)
ہوا میں آواز کی لہروں کے منبع کی رفتار (v) = 340 m/s
مطلوب: مبصر کی طرف سے سنی گئی بیٹ فریکوئنسی
حل:
ڈوپلر اثر کی مساوات:
دستخطی اصول:
آواز کی رفتار (v) ہمیشہ مثبت ہوتی ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) مثبت ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) منفی ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع سے ہٹ جاتا ہے۔
ماخذ کی رفتار (v ماخذ ) مثبت ہے اگر آواز کا منبع مبصر سے دور ہو جائے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) منفی ہے اگر آواز کا منبع مبصر کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) = 0 اگر کوئی مبصر آرام پر ہے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) = 0 اگر ماخذ باقی ہے۔
مبصر کے ذریعہ سنائی گئی بیٹ فریکوئنسی = 684 Hz - 680 Hz = 4 Hz۔
3. آواز کا ایک ذریعہ جو اسٹیشنری مبصر کی طرف 20 m/s کی رفتار سے بڑھ رہا ہے۔ آواز کے منبع کی فریکوئنسی = 380 ہرٹج۔ ہوا میں آواز کی لہروں کی رفتار = 400 ms -1 ۔ مبصر کی طرف سے سنی آواز کی لہروں کی فریکوئنسی کتنی ہے؟
جانا جاتا ہے:
آواز کے منبع کی رفتار (v ماخذ ) = 20 m/s
مبصر کی رفتار (v p ) = 0
آواز کے منبع کی فریکوئنسی (f) = 380 Hz
آواز کی لہروں کے منبع کی رفتار (v) = 400 ms -1
مطلوب: مبصر کی طرف سے سنی آواز کی لہروں کی فریکوئنسی
4. کار A 72 کلومیٹر فی گھنٹہ کی رفتار سے حرکت کرتی ہے اور کار B 90 کلومیٹر فی گھنٹہ کی رفتار سے ایک دوسرے کے قریب جاتی ہے۔ کار A نے 650 ہرٹز کی فریکوئنسی کے ساتھ ہارن بجایا۔ اگر ہوا میں آواز کی لہروں کی رفتار 350 m/s ہے، تو کار A سے کار B کے ڈرائیور کی طرف سے سنی جانے والی آواز کی فریکوئنسی کتنی ہوگی؟
جانا جاتا ہے:
کار کی رفتار A (v A ) = 72 کلومیٹر/h = 20 m/s، اپروچ کار B
کار B (v B ) کی رفتار = 90 کلومیٹر/h = 25 m/s، اپروچ کار A
کار کی آواز کی فریکوئنسی A (f A ) = 650 Hz
ہوا میں آواز کی لہروں کی رفتار (v) = 350 m/s
مطلوب: کار A سے کار B کے ڈرائیور کی طرف سے سنی جانے والی آواز کی فریکوئنسی
حل:
آواز کی رفتار (v) ہمیشہ مثبت ہوتی ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) مثبت ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) منفی ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع سے ہٹ جاتا ہے۔
ماخذ کی رفتار (v ماخذ ) مثبت ہے اگر آواز کا منبع مبصر سے دور ہو جائے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) منفی ہے اگر آواز کا منبع مبصر کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) = 0 اگر کوئی مبصر آرام پر ہے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) = 0 اگر ماخذ باقی ہے۔
5. آواز کا ایک ذریعہ 10 میٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے ایک اسٹیشنری مبصر کے قریب پہنچتا ہے۔ آواز کے منبع کی فریکوئنسی 380 ہرٹز ہے اور ہوا میں آواز کی لہروں کی رفتار 400 m/s ہے مبصر کی طرف سے سنی جانے والی آواز کی لہروں کی فریکوئنسی کیا ہے۔
جانا جاتا ہے:
آواز کے منبع کی رفتار (v s ) = 20 m/s
مبصر کی رفتار (v p ) = 0
آواز کے منبع کی فریکوئنسی (f) = 380 Hz
ہوا میں آواز کی لہروں کی رفتار (v) = 400 m/s
مطلوب: مبصر کی طرف سے سنی آواز کی لہروں کی فریکوئنسی
حل:
آواز کی رفتار (v) ہمیشہ مثبت ہوتی ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) مثبت ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) منفی ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع سے ہٹ جاتا ہے۔
ماخذ کی رفتار (v ماخذ ) مثبت ہے اگر آواز کا منبع مبصر سے دور ہو جائے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) منفی ہے اگر آواز کا منبع مبصر کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) = 0 اگر کوئی مبصر آرام پر ہے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) = 0 اگر ماخذ باقی ہے۔
6. ایک کار اسٹیشنری مبصر کی طرف بڑھ رہی ہے جو 490 ہرٹز آواز کی لہروں کا اخراج کرتی ہے۔ سننے والی بیٹ فریکوئنسی 10 ہرٹز ہے۔ اگر ہوا میں آواز کی لہروں کی رفتار 340 میٹر فی سیکنڈ ہے، تو کار کی رفتار کیا ہے؟
جانا جاتا ہے:
آواز کی فریکوئنسی (f) = 490 ہرٹز
ہوا میں آواز کی لہروں کی رفتار (v) = 340 m/s
مبصر آواز کے منبع تک پہنچتا ہے تاکہ سنائی دینے والی آواز کی فریکوئنسی آواز کے منبع کی فریکوئنسی سے زیادہ ہو ۔ آواز کی فریکوئنسی = 490 ہرٹز اور بیٹ کی فریکوئنسی = 10 ہرٹز تاکہ کسی مبصر (f') کی طرف سے سنی جانے والی آواز کی فریکوئنسی = 500 ہرٹز۔
مطلوب: کار کی رفتار
حل:
ڈوپلر اثر کی مساوات:
دستخطی اصول:
آواز کی رفتار (v) ہمیشہ مثبت ہوتی ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) مثبت ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) منفی ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع سے ہٹ جاتا ہے۔
ماخذ کی رفتار (v ماخذ ) مثبت ہے اگر آواز کا منبع مبصر سے دور ہو جائے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) منفی ہے اگر آواز کا منبع مبصر کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) = 0 اگر کوئی مبصر آرام پر ہے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) = 0 اگر ماخذ باقی ہے۔
کار کی رفتار 6.9 میٹر فی سیکنڈ ہے۔
7. پولیس کار جو 930 ہرٹز سائرن بجا رہی تھی اس نے کسی ایسے شخص کا پیچھا کیا جو موٹر سائیکل پر 72 کلومیٹر کی رفتار سے بھاگا تھا۔ گھنٹہ -1 ۔ پولیس کی گاڑیوں کی رفتار 108 کلومیٹر تک پہنچ جاتی ہے۔ گھنٹے -1 ۔ اگر ہوا میں آواز کی رفتار 340 ms-1 ہے، تو موٹر سائیکل سواروں کی طرف سے سنی جانے والی سائرن کی آوازوں کی فریکوئنسی…
حل:
دستخطی اصول:
آواز کی رفتار (v) ہمیشہ مثبت ہوتی ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) مثبت ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) منفی ہوتی ہے اگر مبصر آواز کے منبع سے ہٹ جاتا ہے۔
ماخذ کی رفتار (v ماخذ ) مثبت ہے اگر آواز کا منبع مبصر سے دور ہو جائے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) منفی ہے اگر آواز کا منبع مبصر کی طرف بڑھتا ہے۔
مبصر کی رفتار (v obs ) = 0 اگر کوئی مبصر آرام پر ہے۔
ماخذ کی رفتار (v source ) = 0 اگر ماخذ باقی ہے۔
جانا جاتا ہے:
آواز کے منبع کی فریکوئنسی (f) = 930 Hz
مبصر کی رفتار (v p ) = 72 km.hour -1 = 72 (1000 میٹر) / 3600 (سیکنڈ) = 72,000/3600 میٹر/سیکنڈ = 20 m/s = -20 ms -1
آواز کے منبع کی رفتار (v ماخذ ) = 108 کلومیٹر۔ گھنٹہ -1 = 108 (1000 میٹر) / (3600 سیکنڈ) = 108,000 / 3600 میٹر / سیکنڈ = 30 m/s = -30 ms -1
آواز کی لہروں کے منبع کی رفتار (v) = 340 ms -1
مطلوب: مبصر کے ذریعہ سنائی جانے والی آواز کی لہروں کی فریکوئنسی (f')
حل:
ڈوپلر اثر کی مساوات:
8. ایک ایمبولینس 72 کلومیٹر پر چلتی ہے۔ گھنٹہ -1 1500 ہرٹز کی فریکوئنسی کے ساتھ سائرن بجاتے وقت۔ موٹر سائیکل سوار ایمبولینسوں کے ساتھ مخالف سمتوں میں 20 ms -1 کی رفتار سے حرکت کرتے ہیں۔ اگر ہوا میں آواز کی رفتار 340 ms -1 ہے ، تو ایمبولینس کے قریب آنے اور اس سے دور ہونے پر موٹر سائیکل سواروں کی طرف سے سنی جانے والی تعدد کا تناسب ہے …
جانا جاتا ہے:
آواز کے منبع کی فریکوئنسی (f) = 1500 Hz
مبصر کی رفتار (v p ) = 20 m/s
آواز کے منبع کی رفتار (v ماخذ ) = 72 کلومیٹر فی گھنٹہ = 72 (1000 میٹر) / 3600 سیکنڈ = 72,000/3600 میٹر/سیکنڈ = 20 میٹر فی سیکنڈ
آواز کی لہروں کے منبع کی رفتار (v) = 340 m/s
مطلوب: ایمبولینس کے قریب آنے اور دور ہونے پر موٹرسائیکل سواروں کی طرف سے سنی جانے والی تعدد کا تناسب
حل:
ڈوپلر اثر کی مساوات:
ایمبولینس کے قریب آنے والے موٹر سائیکل سواروں کی فریکوئنسی سنائی دیتی ہے۔
دونوں مخالف سمتوں میں ہیں تاکہ جب موٹرسائیکل ایمبولینس کار کے قریب آتی ہے تو دونوں ایک دوسرے کے قریب آتے ہیں۔ v p مثبت ہے اگر سننے والا آواز کے منبع تک پہنچتا ہے اور v s منفی ہے اگر آواز کا ذریعہ سننے والے تک پہنچتا ہے۔
موٹرسائیکل سوار ایمبولینس سے دور ہوتے ہی ان کی آوازیں سنائی دیتی ہیں۔
دونوں مخالف سمتوں میں ہیں تاکہ جب موٹرسائیکل ایمبولینس سے دور ہو جائے تو دونوں ایک دوسرے سے دور ہو جائیں۔ v p منفی ہے اگر سننے والا صوتی ماخذ سے دور ہے اور v s مثبت ہے اگر آواز کا ذریعہ سننے والے سے دور ہے۔
ایمبولینس کے قریب آنے اور اس سے دور ہونے پر موٹر سائیکل سواروں کی طرف سے سنی جانے والی تعدد کا تناسب
- ڈوپلر اثر کیا ہے؟
- جواب: ڈوپلر اثر کسی مبصر کے سلسلے میں لہر کی تعدد یا طول موج میں تبدیلی کو بیان کرتا ہے جو لہر کے منبع کے نسبت حرکت کر رہا ہے۔
- ڈوپلر اثر آواز کی لہروں میں کیسے ظاہر ہوتا ہے؟
- جواب: جب کوئی صوتی ماخذ کسی مبصر کے پاس پہنچتا ہے، تو مبصر اس کے مقابلے میں زیادہ فریکوئنسی (یا پچ) محسوس کرتا ہے جب ماخذ ساکن ہوتا ہے۔ اس کے برعکس، جیسا کہ آواز کا منبع مبصر سے دور ہوتا ہے، سمجھی جانے والی تعدد کم ہوتی ہے۔
- ڈوپلر اثر کے لحاظ سے ریڈ شفٹ اور بلیو شفٹ میں کیا فرق ہے؟
- جواب: برقی مقناطیسی لہروں (جیسے روشنی) کے لحاظ سے، ریڈ شفٹ سے مراد روشنی کی لمبی طول موج (یا کم تعدد) کی طرف شفٹ ہوتی ہے جب کوئی ذریعہ کسی مبصر سے دور ہوتا ہے۔ دوسری طرف بلیو شفٹ سے مراد روشنی کی چھوٹی طول موج (یا زیادہ تعدد) کی طرف تبدیلی ہوتی ہے جب ماخذ مبصر کی طرف بڑھ رہا ہو۔
- ڈوپلر اثر کہکشاؤں اور کائنات میں ان کی حرکت پر کیسے لاگو ہوتا ہے؟
- جواب: بہت سی کہکشائیں ریڈ شفٹ کی نمائش کرتی ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہیں کہ وہ ہم سے دور ہو رہی ہیں۔ یہ مشاہدہ کائنات کی توسیع کے لیے ثبوت کا ایک اہم حصہ بناتا ہے۔
- موسمی ریڈار ٹیکنالوجی میں ڈوپلر اثر کیا کردار ادا کرتا ہے؟
- جواب: ڈوپلر ریڈار حرکت پذیر اشیاء، جیسے بارش کے قطروں یا اولے کے پتھروں کی وجہ سے عکاس ریڈار سگنل کی فریکوئنسی میں تبدیلی کی پیمائش کرتا ہے۔ یہ ماہرین موسمیات کو بارش کی حرکت کا پتہ لگانے اور ہوا کی رفتار اور سمت کا اندازہ لگانے کی اجازت دیتا ہے۔
- کیا ڈوپلر اثر صرف آواز اور روشنی کی لہروں میں دیکھا جاتا ہے؟
- جواب: نہیں، ڈوپلر اثر کسی بھی قسم کی لہر میں دیکھا جا سکتا ہے، خواہ وہ آواز، روشنی، یا دیگر برقی مقناطیسی تابکاری ہو۔ اسے صرف ماخذ اور مبصر کے درمیان رشتہ دار حرکت کی ضرورت ہوتی ہے۔
- ماخذ اور مبصر کے درمیان رشتہ دار رفتار ڈوپلر اثر کی شدت کو کیسے متاثر کرتی ہے؟
- جواب: ماخذ اور مبصر کے درمیان رشتہ دار رفتار جتنی زیادہ ہوگی، ڈوپلر شفٹ اتنی ہی واضح ہوگی۔ مثال کے طور پر، ایک تیز حرکت کرنے والی ایمبولینس آہستہ آہستہ چلنے والی ایمبولینس کے مقابلے میں گزرتے وقت پچ میں زیادہ نمایاں تبدیلی پیدا کرے گی۔
- ہمیں گاڑی کی ہیڈلائٹس کی روشنی میں ڈوپلر شفٹ کیوں نظر نہیں آتا جب یہ رات کو ہمارے قریب آتی ہے؟
- جواب: جبکہ کار کی ہیڈلائٹس پر ڈوپلر اثر ہوتا ہے، لیکن روشنی کی رفتار کے مقابلے کار کی رفتار بہت کم ہے۔ لہٰذا، روشنی کی فریکوئنسی/طول موج میں ڈوپلر شفٹ معمولی ہے اور انسانی آنکھ سے اس کا پتہ نہیں چل سکتا۔
- چمگادڑ جیسے جانور ڈوپلر اثر کو کیسے استعمال کرتے ہیں؟
- جواب: چمگادڑ بازگشت کا استعمال کرتے ہیں، آواز کی لہریں خارج کرتے ہیں اور بازگشت سنتے ہیں تاکہ شکار کو تلاش کر سکیں۔ ڈوپلر اثر ایک کردار ادا کرتا ہے جب چمگادڑ یا اس کا شکار حرکت کر رہا ہوتا ہے، جس سے بازگشت کی آواز کی لہروں کی فریکوئنسی میں تبدیلی آتی ہے، جسے چمگادڑ پتہ لگا سکتا ہے اور حرکت اور فاصلے کا اندازہ لگانے کے لیے استعمال کر سکتا ہے۔
- ڈوپلر اثر ہنگامی گاڑی کے سائرن سے کیسے متعلق ہے؟
- جواب: سائرن کے نقطہ نظر کے ساتھ ہنگامی گاڑی کے طور پر، آواز کی لہریں سکڑ جاتی ہیں، جس کی وجہ سے زیادہ فریکوئنسی یا پچ ہوتی ہے۔ جیسے جیسے گاڑی گزرتی ہے اور دور ہوتی ہے، آواز کی لہریں پھیل جاتی ہیں، جس کے نتیجے میں فریکوئنسی یا پچ کم ہوتی ہے۔ یہ عمل میں ڈوپلر اثر ہے، اور یہی وجہ ہے کہ جب گاڑی قریب آتی ہے اور پھر پیچھے ہٹتی ہے تو سائرن کی آواز مختلف ہوتی ہے۔
