גלי קול ומשמרת דופלר

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. הקלט את המרחק בין שני הרמקולים.
4. החלק לאט את רמקול ערוץ B לאחור כך שהגלים יצאו מהפער. המשך להחליק לאחור עד שהגלים יחזרו לשלב. הקלט את המרחק החדש בין הרמקולים.
5. הפחת את המרחק הסופי מהראשית כדי למצוא את אורך הגל של הצליל. השתמש בערך זה ובתדירות כדי לחשב את מהירות הצליל הנצפית באמצעות משוואה 2.
6. חזור על שלבים 1.3-1.5 עבור תדרי 8 קילו-הרץ ו- 3 קילו-הרץ. שים לב לקשר היחסי ההופכי בין אורך הגל לתדירות.
7. השווה את המהירויות הניסיוניות למהירות הצפויה באמצעות טמפרטורת הכיתה.

2. אפקט דופלר עם מנגנון מזלג/דופלר כוונון

הסרטון מדגים ניסוי באמצעות מנגנון דופלר, אך אותו ניסוי יכול להתבצע באמצעות מזלג כוונון. הפרוטוקול באמצעות מזלג כוונון מתואר כאן:

1. לקשור חתיכת חוט באורך מטר עד סוף מזלג כוונון. כאשר מוחזק באורך המותניים, מזלג כוונון צריך להתקרב אבל לא לגעת ברצפה.
2. חבר מיקרופון לערוץ אוסצילוסקופ והצב את המיקרופון במרחק קבוע (בערך 1.5 מ ').
3. הכה את מזלג כוונון כדי ליצור צליל ולהחזיק במקום ב 1.5 מ 'מהמיקרופון. שים לב כמה גלים מופיעים על המסך.
4. הכה את מזלג כוונון שוב ולהתחיל להניף את המזלג סביב במעגלים במהירות קבועה.
5. מי שמתבונן ב מזלג הכוונון המתנדנד ישים לב שככל שההסתעפות מתנדנדת לעברם, התדירות או המגרש עולות. בו זמנית, האוסצילוסקופ צריך להראות קצת יותר גלים על המסך. כשהוא מתרחק מהם, המגרש יורד והאוסקילוסקופ אמור להראות מעט פחות גלים על המסך. ראה איור 1 להלן לקבלת דוגמה לתצוגת אוסצילוסקופ.

איור 1: תיאור גלי הקול של מזלג כוונון העוברים את אפקט דופלר כפי שנתפס על ידי אוסצילוסקופ. כשההסתעף מתנדנד לכיוון המיקרופון, גלי הקול נפלטים במרחקים קרובים יותר ויוצרים אשליה של גובה גבוה יותר. הערה: השינוי בתדירות הגלים במעקב על צג האוסצילוסקופ עשוי להיות עדין, והמשרעת של הגלים תשתנה גם ביחס למיקום של מזלג הכוונון כמו משרעת גל קול היא פרופורציונלית לעוצמה (או "רעש").