A subscription to JoVE is required to view this content.

English

גלי קול ומשמרת דופלר

Overview

מקור: אריאנה בראון, אסנטה קוריי, PhD, המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, בית הספר למדעי הפיזיקה, אוניברסיטת קליפורניה, אירווין, קליפורניה

גלים הם הפרעות שמתפשטות בחלל בינוני או ריק חומרי. גלי אור יכולים לנוע דרך ואקום וצורות מסוימות של חומר, והם רוחביים בטבע, כלומר התנודות מאונכות לכיוון ההתפשטות. עם זאת, גלי קול הם גלי לחץ הנעים דרך מדיום אלסטי כמו אוויר, והם אורך בטבע, כלומר התנודות מקבילות לכיוון ההתפשטות. כאשר הצליל מוצג למדיום על ידי אובייקט רוטט, כמו מיתרי הקול של אדם או מיתרים בפסנתר, החלקיקים באוויר חווים תנועה קדימה ואחורה כשהעצם הרוטט נע קדימה ואחורה. התוצאה היא אזורים באוויר שבהם חלקיקי האוויר נדחסים יחד, הנקראים דחיסות, ואזורים אחרים שבהם הם מפוזרים זה מזה, הנקראים נדירים. האנרגיה הנוצרת על ידי גל קול מתנדנדת בין האנרגיה הפוטנציאלית שנוצרת על ידי הדחיסות לבין האנרגיה הקינטית של התנועות הקטנות והמהירויות של החלקיקים של המדיום.

ניתן להשתמש בדחיסות ובדחיסות נדירות כדי להגדיר את הקשר בין מהירות גלי הקול לתדירות. מטרת הניסוי היא למדוד את מהירות הקול באוויר ולחקור את השינוי הנראה לעין בתדירות של אובייקט הפולט גלי קול בזמן תנועה, הנקרא אפקט דופלר.

Procedure

1. מדידת מהירות הקול

  1. הגדרת: שני רמקולים זה מול זה על ספסל אופטי. רמקול אחד צריך להיות מחובר למחולל פונקציה (אות) בצד אחד של טי BNC, כאשר הצד השני של טי BNC מחובר לערוץ A באוסקילוסקופ. הרמקול השני צריך להיות מחובר לערוץ B באוסצילוסקופ.
  2. הפעל את מחולל האות ואת oscilloscope, ולהתאים את החוגה על הגנרטור כדי לייצר גל 5 kHz. הרמקול המחובר למחולל הפונקציה אמור לייצר צליל יציב שנשמע כמו אזעקה ושני גלים אמורים להופיע על האוסצילוסקופ.
  3. החלק את הרמקול המחובר לערוץ B לאורך הספסל עד ששני הגלים נמצאים בשלב.

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

טמפרטורת החדר: 20 מעלות צלזיוס

מהירות צפויה: v = 331.4 + 0.6(20) = 343.4 מ'/ש'

תדירות מרחק פאזי ראשוני מרחק אחרון בש?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

בניסוי זה, תכונות הגל של הצליל מוגדרות ונחקרות. באופן ספציפי, הקשר בין תדר גלי קול, אורך גל ומהירות אושרו. מזלגות כוונון נועדו לפלוט תדר אחד בלבד, מה שהופך אותם למכשירים אופטימליים כדי להדגים את אפקט דופלר. ככל שההסתעפות מתקרבת יותר ויותר מהצופה, התדירות נראית גבוהה יותר ויותר, בהתאמה. ניתן ?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

We use cookies to enhance your experience on our website.

By continuing to use our website or clicking “Continue”, you are agreeing to accept our cookies.

Learn More