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声波和多普勒频移

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与不同的光波,声波是通过介质,可以是固体、 气体或液体传播的干扰。

光波是有振荡与.传播方向垂直的横波而声波的振荡是传播方向平行的纵向压力波。

在这个视频中,我们将探索各种属性的声波,和了解多普勒效应 — — 由奥地利物理学家克里斯琴 · 多普勒.发现这个现象接下来,我们将学习如何衡量扬声器,传出来的声音的速度以及如何可视化在实验室中的多普勒效应。最后,我们将看到一些例子这些概念都适用。

让我们开始讨论声波和多普勒频移现象.属性当声音通过振动的物体,如一根吉他弦,介绍了空气中的微粒经验向前和向后运动。

这将创建区域在空气粒子是压缩,称为外按压,或分开,称为稀薄化。这些功能可以用于定义声波速度与频率的关系。

按压之间的距离为波长或 lambda,有的单位米.频率是每秒波长周期的数量以赫兹表示。声音的速度是这两种品质的产品。

因为声波受压的颗粒在介质中,空气分子密度有影响了声音的速度。空气的密度取决于周围的温度,因此,声波的速度还取决于温度。

假定空气处于停滞状态,声波通过空气的速度都可以计算加上,使用以下公式,Tc 在哪里的空气温度摄氏温度。

如果空气是移动的声音的速度会改变根据空气的流动方向。例如,如果声波正朝着相反的方向的一阵大风,波速度被减少了风的速度。

现在,让我们看看移动源的声音时,会发生什么。例如,坐救护车发出警报声在一个固定的频率,金融时报 》。临近的救护车后,感知的海妖,fr,增大直到它到达你。这是因为随着警笛走向你,声波的相对位置一堆在一起,和声音似乎比传输频率较高的频率。

相同的逻辑,救护车开走,你听到警笛在越来越低的音调,如声波分开,声音似乎比传输频率较低的频率。在任何给定时间的发射和感知的频率之间的差异被称为多普勒效应或多普勒频移。

既然我们已经讨论了声波和多普勒频移的基本知识,让我们先看看如何衡量在不同频率的声音的速度。然后,我们将演示如何可视化使用移动装置的多普勒效应。

首先,设置两个扬声器面临另一个光学的长凳上。一位发言者连接到使用 BNC 三通,与另一边的 BNC 三通连接到通道 1 或 A 示波器上的函数发生器

接下来,第二位,在示波器通道 2 或 B。

打开函数发生器和示波器,并调整函数发生器产生波 5 千赫频率上的刻度盘。连接到函数发生器扬声器应该生产出稳定的沥青,听起来像是报警。相位差与另一个的两个 5 千赫兹波,一个发光的扬声器,一个用于接收议长应显示在示波器上的不同颜色。

慢慢地滑扬声器连接到通道 B 沿板凳上,直到两个波处于阶段。然后,记录两个扬声器之间的距离。

接下来,慢慢滑通道 B 扬声器发光说话所以波位相。继续直到波处于阶段再次向后滑动演讲者。记录在扬声器之间的新距离。对于 8 千赫和 3 千赫频率重复实验

若要计算的声波速度,首先减去从最初给的声波波长的最终距离。然后,使用此值和频率来获得速度。请注意波长和频率成反比关系。

比较实验速度与预期的速度使用房间的温度。不同频率的实验值似乎是大致相同的和它们与预期值之间的差异是等于或小于 1%。

第一,配合一块一米长的字符串末尾多普勒仪。当举行腰部高度,仪器应接近,但不是能接触地面。

接下来,将麦克风连接到示波器的通道,并将麦克风放在一个固定的距离-1.50 m — — 从你所站。

打开多普勒仪,并把它握在距麦克风 1.5 米的地方。观察在示波器波。

开始在一个稳定的速度在圈子里摆动装置周围。那些观察摆动装置将会注意到球场或频率,获取更高作为它摆动接近他们,和较低的它波动消失。

同时,示波器将显示波动较大或一个更高的频率,当仪器是靠近麦克风。当该仪器是远离麦克风的频率下降。

声音和声波在日常生活中发现,在艺术、 科学和医学的许多领域中使用。

当有人使用开放式空气柱仪,像喇叭,声波在管内产生创造音乐。当空气推入仪器,振动导致发生时内压力波,从管的内部反射。

只有压力波的某些波长和频率适应内管和共鸣,创建声音。其他所有的波长和频率都将丢失。

多普勒效应是多普勒超声仪,用于血管评估的基础。手持多普勒设备组成的探头放在病人的皮肤上。该探测器发出超声波在特定的频率,反映血液细胞,并由接收元素在探针检测。血流速度明显的反射波的频率的变化。

你刚看了朱庇特的引进多普勒效应。现在,您应了解的基本原则的多普勒效应,如何衡量在实验室中,声波的速度和技术在现实世界中的一些应用。谢谢观赏 !

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