Wissen Sie, was der Doppler-Effekt ist? Ein häufiges Beispiel im Alltag ist, wenn wir einen Krankenwagen sehen, dessen Sirene auf uns zuläuft. Aus der Ferne können wir bereits den Klang der Sirene hören, jedoch mit einer niedrigen Schallfrequenz. Je näher der Krankenwagen an uns ist, desto klarer wird die Frequenz des Geräusches. Und je weiter der Krankenwagen entfernt ist, desto kleiner wird die Schallfrequenz. Dieses Ereignis wird nun als Doppler-Effekt bezeichnet. Was ist jedoch die wahre Bedeutung dieses Doppler-Effekts?
Bei dieser Gelegenheit werden wir den Doppler-Effekt weiter diskutieren.
Den Doppler-Effekt verstehen
Doppler-Effekt ist die Änderung einer Frequenz oder Wellenlänge einer Welle zu einem Empfänger, der sich relativ zur Quelle der Welle bewegt. Ein Wissenschaftler aus Österreich, der dieses Ereignis zuerst erklärte, Christian Doppler.
Derjenige, der still war, hörte eine Stimme aus der Quelle der Stimme, die auch still war. Der Ton, den wir hören, hat dieselbe Frequenz wie die Tonquelle. Beim Doppler-Effekt ist die Schallquelle jedoch etwas, das sich bewegt. Je näher das Objekt ist, desto größer ist die Schallfrequenz und umgekehrt.
Doppler-Effekt-Formeln
Nachdem wir den Doppler-Effekt kennen, ist es Zeit für uns, die Formel für den Doppler-Effekt zu verstehen. Dieser Effekt kann formuliert werden durch:
Erläuterung:
fp ist die vom Hörer gehörte Frequenz (Hz)
fs ist die von der Schallquelle abgegebene Frequenz (Hz)
v ist die Schallgeschwindigkeit in Luft (m / s)
vp ist die Geschwindigkeit des Hörers - wenn er sich bewegt - (m / s)
vs ist die Geschwindigkeit der Schallquelle - wenn sie sich bewegt - (m / s)
Das ± Vorzeichen der obigen Formel kann positiv oder negativ sein und an die Bedingungen des Hörers und der Schallquelle angepasst werden. v p ist positiv (+), wenn sich der Hörer der Schallquelle nähert, und negativ (), wenn er sich von der Schallquelle entfernt. Und v s ist positiv (+), wenn die Schallquelle vom Hörer entfernt ist, und negativ (-), wenn sie sich dem Hörer nähert.
Nutzung des Doppler-Effekts
Der Doppler-Effekt kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Einige Beispiele sind:
Nutzung Auf dem Radar
Der Doppler-Effekt wird in verschiedenen Radartypen verwendet, um die Geschwindigkeit des beobachteten Objekts zu messen. Durch Messen der Änderung der Empfangsfrequenz können wir die Geschwindigkeit des Objekts messen.
Nutzung in der Gesundheit
Eine Form der Nutzung dieses Effekts für die Gesundheit ist eingeschaltet Echokardiogramm, ein medizinisches Gerät, das das Doppler-Effekt-Phänomen verwendet, um die Geschwindigkeit des Blutflusses und die Eigenschaften des Gewebegewebes genau zu messen. Dieses Gerät hat auch die Fähigkeit, Bilder des Herzens und der Blutströme unter Verwendung von zweidimensionalen und dreidimensionalen Doppler-Ultraschallgeräuschen zu erzeugen.
Abgesehen von den beiden oben genannten Dingen gibt es noch viele weitere Verwendungsmöglichkeiten für diesen Effekt.
Problembeispiel
Ein Krankenwagen mit einer Sirene mit einer Frequenz von 940 Hz und einer Geschwindigkeit von 90 km / h näherte sich jemandem, der am Straßenrand stand. Wenn die Schallgeschwindigkeit in der Luft 340 m / s beträgt, welche Frequenz hört die Sirene von dieser Person?
Diskussion:
Es ist bekannt, dass v s = 90 km / h = 25 m / s ist.
Da sich die Schallquelle dem Hörer nähert, ist vs hat einen negativen Wert (-)
Weil der Zuhörer schweigt, dann vp = 0.
So dass:
Verwenden einer Formel
Die erhaltenen Ergebnisse sind:
Die Frequenz der Sirene, die von der Person gehört wird, beträgt 1014,6 Hz.
Nun, das ist eine Erklärung des Doppler-Effekts und auch der Formel: Haben Sie eine Frage? Wenn ja, können Sie es in die Kommentarspalte schreiben. Und vergessen Sie nicht, dieses Wissen mit der Menge zu teilen!
