سلام به همه کنکوریای عزیز 🖐🖐
در این مطلب میخوایم اثر دوپلر از فصل سوم فیزیک دوازدهم رو بررسی کنیم.
برای مشاهده ی درسنامه موج صوتی روی مطلب کلیک کنید.
رتبه 408 منطقه یک- کنکور ریاضی 1400
دانشجوی مهندسی مکانیک دانشگاه تهران
اثر دوپلر
برای شروع بحث در مورد اثر دوپلر، یک خودروی پلیس را در نظر بگیریدکه در مکانی ساکن است و آژیر آن به صدا در آمده است. جبهه های موج حاصل از آژیر کره هایی هم مرکز هستند. فاصله هر دو جبهه موج متوالی باربر یک طول موج است.بسامئی که ناظر دریافت می کند متناسب با تعداد جبهه های موجی است که در 1 ثانیه به گوش می رسد. حالا این موضوع را در دو حالت بررسی می کنیم:
چشمه ساکن
وقتی یک ناظر در فاصله ای معین از خودروی پلیس ایستاده است، جبهه های موج یکی پس از دیگری با فاصله زمانی T به گوش او می رسد و او صدای آژیر را با همان دوره ی تناوب یا بسامدی که چشمه تولید می کند، می شنود. اکنون فرض کنید چشمه همچنان ساکن باشد و یک ناظر، با سرعتی به طرف چشمه صوت به حرکت در آید.
آشکار است در این حالت فاصله ی زمانی جبهه های موج کاهش می یابد و در واحد زمان جبه های موج بیشتری دریافت کرده است، در نتیجه بسامد موج دریافتی بیشتر از زمانی است که ناظر ساکن بود.
برعکس؛ اگر ناظر از چشمه ی ساکنی دور شود فاصله ی زمانی بین جبهه های موج متوالی برای او بیشتر از وقتی می شود که ساکن بود. یعنی در واحد زمان به او جبهه های موج کمتری می رسد بنابر این در این حالت بسامد کمتر از بسامد چشمه است.
چشمه موج در حال حرکت
حالت دیگر حالتی است که ناظر ساکن و در جلو و عقب یک چشمه ی صوت متحرک قرار دارند.چشمه ی صوت در هر لحظه در مرکز کره ای قرار دارد که در آن لحظه پدید می آورد. همین طور که چشمه جلو می رود، جبهه های موج جدیدی را ایجاد می کند که مرکزشان با جبهه های موج قبلی فرق دارد. در شکل رو به رو، وقتی چشمه در نقطه 1 بوده است، جبهه موج 1 را پدید آورده و وقتی در نقطه 2 بوده، جبهه موج 2 را ایجاد کرده است.
در شکل می بینید که در جلوی چشمه، جبهه های موج فشرده تر و در پشت چشمه، دور تر از هم اند. به همین دلیل است که شنونده سمت راست، جبهه های موج را با فاصله زمانی کم تر( یعنی با بسامد بیشتر) و شنونده سمت چپ، جبهه های موج را با فاصله زمانی بیشتر ( یعنی با بسامد کم تر) دریافت می کند.
نکته:
اگر چشمه ساکن باشد طول موج تغییر نمی کند اما اگر متحرک باشد طول موج در جلوی چشمه کوتاه تر و در پشت آن بلند تر است.
اثر دوپلر در امواج الکترو مغناطیسی
معمولا برای بررسی اثر دوپلر در امواج الکترو مغناطیسی از یک آشکار ساز ساکن به عنوان ناظر ساکن استفاده می شود. حالا بسته به این که چشمه موج در حال دور شدن یا نزدیک شدن به ناظر، دو حالت اتفاق می افتد:
چشمه نور در حال دور شدن از ناظر
در این حالت طول موجی که به ناظر می رسد از طول موج چشمه بلند تر و بسامدی که ناظر دریافت می کند، از بسامد چشمه کم تر است. چون ما نور مرئی اجرام آسمانی را می بینیم. به این حالت انتقال سرخ می گوییم.
چشمه نور در حال نزدیک شدن به ناظر
این حالت عکس حالت قبل است. طول موجی که در این حالت به ناظر می رسد، از طول موج چشمه کوتاه تر و بسامدی که ناظر دریافت می کند، از بسامد چشمه بیشتر است. به همین دلیل به این وضعیت انتقال آبی می گوییم.
بهترین راه برای تسلط در یک مطلب حل تست و تمرین است پس در ادامه به حل چند تست می پردازیم.
تست 1
آزمون کانون 24 بهمن 99 - متوسط
تست 2
آزمون کانون 22 اسفند 99 - متوسط
تست 3
آزمون کانون 22 اسفند 99 - سخت
تست 4
آزمون کانون 8 اسفند 99 - متوسط
تست 5
آزمون کانون 25 بهمن 98 - آسان
پاسخ کلیدی تست ها
شماره سوال | گزینه ها | |||
سوال یک | 1 | 2 | 3 | 4 |
| سوال دو | 1 | 2 | 3 | 4 |
| سوال سه | 1 | 2 | 3 | 4 |
| سوال چهار | 1 | 2 | 3 | 4 |
| سوال پنج | 1 | 2 | 3 | 4 |
تهیه شده توسط:
فایل درسنامه و پساخ تشریحی تست ها در فایل ضمیمه موجود می باشد.
