Một cái còi phát sóng siêu âm có tần số 22KHz đặt trên xe chạy với tốc độ bao nhiêu theo hướng ra xa hay đến gần thì tai người quan sát bắt đầu nghe được tiếng còi.. HD : Để tai bắt đầu [r]
(1)Thử Tài Word Liên Hệ 09*430*1*2 Christian Andreas Doppler (1803-1853)
Hiệu ứng Doppler nói thay đổi tần số sóng mà máy thu nhận có chuyển động tương đối máy thu nguồn phát sóng Tần số tăng lên nguồn phát sóng tiến phía máy thu, giảm nguồn phát sóng xa máy thu
Ví dụ : tiếng cịi xe tiến đến gần, nghe chói (tần số cao hơn) xe đứng yên Tần số giảm dần (trầm hơn) xe chạy xa
Hiệu ứng Doppler có nhiều ứng dụng Súng bắn tốc độ sử dụng chế radar hiệu ứng Doppler Một máy phát sóng cực ngắn có tần số f1
hướng phía xe chạy Sóng phản xạ lại từ phận kim loại xe mà máy thu nhận có tần số f2 Từ f1 f2 ta tính vận tốc
phương tiện giao thơng
Trong y khoa, siêu âm Doppler phương pháp ứng dụng hiệu ứng Doppler Người ta phát sóng siêu âm tới phận cần khảo sát chức thu hồi sóng phản xạ Từ khác biệt tần số tới phản hồi ta có thiết bị xử lý hiển thị lên ảnh Ảnh cho biết chức hoạt động quan
Hiệu ứng Doppler thể tượng quang học Khi vật chuyển động xa người quan sát tần số ánh sáng vật phát giàm đi, nghĩa bước sóng ánh sáng tăng lên, tương ứng với dịch chuyển màu sắc phía đỏ Người ta gọi tượng “ dịch chuyển vế phía đỏ”
Chương trình vật lý 12 nâng cao, đưa vào hiệu ứng Doppler 18 Một số toán sau giúp vận dụng hiệu ứng Doppler
Bài : Một nguồn phát âm có tần số 1000Hz tiến phía người quan sát với tốc độ 59km/h Hỏi người quan sát nhận âm có tần số ? Cho vận tốc truyền âm không khí 340m/s
HD : Áp dụng cơng thức 18.3 SGKVL12NC cho trường hợp nguồn âm chuyển động lại gần
người quan sát đứng yên : s
v 340
f ' f 1000 1050(Hz)
59
v v 340
3,6
Bài : Tai người cảm nhận sóng âm có tần số từ 20Hz đến 20KHz Một cịi phát sóng siêu âm có tần số 22KHz đặt xe chạy với tốc độ theo hướng xa hay đến gần tai người quan sát bắt đầu nghe tiếng còi ?
HD : Để tai bắt đầu nghe tiếng cịi tần số sóng siêu âm phải giảm xuống cịn 20KHz, đó xe phải chạy theo hướng xa người quan sát Áp dụng công thức 18.4 SGKVL12NC cho trường hợp nguồn âm chuyển động xa người quan sát đứng yên :
s S
v f ' 21
f ' f v ( 1).v ( 1).340 17(m / s)
v v f 20
Bài : Để đo tốc độ ôtô, người ta dùng máy đo tốc độ Máy phát siêu âm tần số f1 = 32KHz
hướng phía ơtơ tiến phía người Sóng phản xạ từ ôtô mà máy đo thu f2 = 34KHz
Xác định tốc độ hướng chuyển động ôtô Biết tốc độ âm không khí 330m/s HD : Máy thu sóng có tần số lớn phát nên ôtô chuyển động lại gần máy thu.
* Sóng từ máy đo đến ơtơ : máy đo đóng vai trị nguồn phát âm đứng n phát sóng tần số f1, ơtơ
đóng vai trị máy thu chuyển động với tốc độ u Ơtơ nhận sóng có tần số f / :
1
v u f ' f
v
(2)Thử Tài Word Liên Hệ 09*430*1*2 * Sóng từ ơtơ phản xạ lại máy đo : ơtơ đóng vai trị nguồn phát sóng chuyển động có tần số f /, máy
đo đóng vai trị máy thu đứng n Máy thu nhận sóng có tần số f2 : /
2 1
v v v u v u
f f f f
v u v u v v u
Suy :
2
f f 34 32
u v 330 10(m / s)
f f 34 32
Bài : Máy âm phát từ máy phát có tần số 1020Hz phía tô xa Máy nhận âm phản xạ với tần số 960Hz Tính tốc độ chuyển động ô tô Biết tốc độ truyền âm không khí 330m/s
HD :
* Sóng từ máy đo đến ôtô : máy phát âm đứng yên phát sóng tần số f1, ơtơ đóng vai trị máy thu
chuyển động với tốc độ u Ơtơ nhận sóng có tần số f / :
1
v u f ' f
v
* Sóng từ ơtơ phản xạ lại máy đo : ơtơ đóng vai trị nguồn phát sóng chuyển động có tần số f /, máy
thu đứng yên Máy thu nhận sóng có tần số f2 : /
2 1
v v v u v u
f f f f
v u v u v v u
Suy :
1
f f 1020 960
u v 330 10(m / s)
f f 1020 960
còi xe t (tần số radar