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Ondes sonores et décalage Doppler

Vue d'ensemble

Source : Arianna Brown, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

Les ondes sont des perturbations qui se propagent dans un espace matériel de moyen ou vide. Ondes lumineuses capable de franchir un vide et certaines formes de la matière et sont transverses dans la nature, ce qui signifie que les oscillations sont perpendiculaires à la direction de propagation. Cependant, les ondes sonores sont des ondes de pression qui voyagent dans un milieu élastique comme l’air et sont longitudinales dans la nature, ce qui signifie que les oscillations soient parallèles à la direction de propagation. Lorsque son est introduit dans un milieu par un objet vibrant, comme les cordes vocales d’une personne ou cordes à piano, les particules dans l’air expérience motion avance et en arrière comme l’objet vibrant se déplace vers l’avant et vers l’arrière. Cela se traduit par régions dans l’air où les particules de l’air sont compressés ensemble, appelé les compressions et autres régions où elles sont écartées, appelé raréfactions. L’énergie créée par une onde sonore oscille entre l’énergie potentielle créée par des compressions et des vitesses des particules du milieu et l’énergie cinétique des petits mouvements.

Compressions et raréfactions peuvent servir à définir la relation entre la fréquence et la vitesse de l’onde sonore. L’objectif de cette expérience est de mesurer la vitesse du son dans l’air et explorer le changement apparent de fréquence pour un objet émettant des ondes sonores en mouvement, appelé l’effet Doppler.

Procédure

1. mesure de la vitesse du son

  1. Mis en place : deux haut-parleurs face à face sur un banc d’optique. Un orateur doit être branché sur un générateur de fonctions (signal) sur un côté d’un té BNC, avec l’autre côté du té BNC connecté au canal A sur l’oscilloscope. Le deuxième orateur doit être branché sur canal B de l’oscilloscope.
  2. Mettre en marche le générateur de signaux et l’oscilloscope et régler le cadran sur le générateur pour produire une vague de 5 kHz. L’enceinte connectée à l’appareil devrait

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Résultats

Température ambiante : 20 ° C

Prévu de vitesse : v = 331,4 + 0.6(20) = 343.4 m/s

Fréquence Distance en phase initiale Distance d’en phase finale

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Applications et Résumé

Dans cette expérience, les propriétés de l’onde sonore sont définies et explorées. Plus précisément, la relation entre la fréquence de l’onde sonore, longueur d’onde et la vitesse ont été confirmés. Diapasons sont conçus pour ne émettre qu’une seule fréquence, rendant les dispositifs optimales pour démontrer l’effet Doppler. Que le diapason se rapproche et plus éloigné de l’observateur, la fréquence apparaît supérieur et inférieur aigu, respectivement. L’effet Doppler et l’éq...

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Tags
Sound WavesDoppler ShiftMediumTransverse WavesLongitudinal WavesOscillationsPropagationProperties Of Sound WavesDoppler EffectSpeed Of SoundCompressionsRarefactionsWavelengthFrequency

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0:07

Overview

1:03

Properties of Sound Waves and the Doppler Effect

4:01

Measuring the Speed of Sound

6:21

Doppler Effect with a Doppler Apparatus

7:36

Applications

8:47

Summary

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