GRE · GRE Subject Test · GRE Physics · หัวข้อ 16
ผู้ขับขี่ได้ยินเสียงสะท้อนจากกำแพงนิ่งที่มีความสูงของเสียงเปลี่ยนไป: เสียงที่ส่งออกไปและกลับมาได้รับปัจจัยดอปเพลอร์แต่ละส่วน
ความรู้ก่อนหน้า: 3
| English | ไทย |
|---|---|
| displacement antinode/dɪˈspleɪsmənt ˌæntɪˈnəʊd/ | จุด?p?ของแรงกระจัด |
| Doppler factor/ˈdɒplə ˈfæktə/ | ตัวคูณดอปเพลอร์ |
| Doppler effect/ˈdɒplə ɪˈfekt/ | ปรากฏการณ์ดอปเปอร์ |
สำหรับเสียงในสื่อนิ่ง ให้แยกการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดออกจากผู้รับ แหล่งกำเนิดที่เคลื่อนที่เข้าหาด้วยความเร็ว u_s จะทำให้ระยะห่างระหว่างหน้าคลื่นหนาแน่นขึ้น และสร้างความถี่ f c/(c−u_s) ที่ผู้รับนิ่งจะวัดได้ ผู้รับที่เคลื่อนที่เข้าหาแหล่งกำเนิดนิ่งด้วยความเร็ว u_o จะเจอหน้าคลื่นมากขึ้นต่อวินาที และวัดได้ f(c+u_o)/c ความเร็วทั้งหมดวัดเทียบกับสื่อ ดังนั้นสูตรเสียงของแหล่งกำเนิดและผู้รับจึงไม่สมมาตรเมื่อสลับบทบาทกัน การเคลื่อนที่ถอยหลังให้เปลี่ยนเครื่องหมายตามความเหมาะสม สูตรเหล่านี้ใช้สำหรับการเคลื่อนที่ที่เร็วกว่าเสียงไม่ได้ตามแนวการแพร่กระจาย
สำหรับไซเรนที่เคลื่อนที่เข้าหากำแพงนิ่งด้วยความเร็ว u กำแพงจะได้รับเสียงเป็นครั้งแรกที่ f_wall=f c/(c−u) การสะท้อนจากกำแพงนิ่งรักษาความถี่ไว้ในกรอบอ้างอิงของสื่อ ผู้ขับขี่ที่เคลื่อนที่จึงเคลื่อนที่เข้าหาหน้าคลื่นที่สะท้อนกลับมาและได้รับ f_echo=f_wall(c+u)/c=f(c+u)/(c−u) เมื่อ u/c มีค่าน้อย การเปลี่ยนแปลงแบบเศษส่วนจะประมาณได้ว่าเป็น 2u/c แต่-expression ที่แท้จริงมีตัวเศษและตัวส่วนต่างกัน หากพื้นผิวสะท้อนเคลื่อนที่ ต้องใช้ขั้นตอนดอปเพลอร์เฉพาะ为该พื้นผิว อย่านำผลลัพธ์ของกำแพงนิ่งไปใช้โดยไม่ตรวจสอบ
ที่ปลายท่อเปิดอย่างสมบูรณ์ การเคลื่อนที่ของอากาศจะเป็นโหนดแรงดันและเป็นแอนติโหนดการเคลื่อนที่ (antinode) ที่ปลายปิดแข็ง การเคลื่อนที่จะเป็นโหนดและแรงดันจะเป็นแอนติโหนด สำหรับท่อเปิดทั้งสองข้าง ความยาว L จะประกอบด้วย n ครึ่งความยาวคลื่น ทำให้ f_n=nc/(2L), n=1,2,… สำหรับท่อปลายหนึ่งปิด ประกอบด้วยจำนวนคี่ของUILDERความยาวคลื่น ทำให้ f_n=(2n−1)c/(4L) ท่อจริงอาจต้องการการแก้ไขปลายท่อ แต่โมเดล GRE แบบอุดมคติใช้ความยาวที่กำหนดไว้โดยไม่คิดการปรับเพิ่ม
การปิดปลายหนึ่งของท่อที่เคยเปิดทั้งสองข้างจะทำให้ความถี่พื้นฐานลดลงครึ่งหนึ่งและเหลือเพียงเลขคูณคี่ของความถี่พื้นฐานใหม่เท่านั้น ความถี่เดิมเป็นเลขคูณเต็มของ c/(2L) ซึ่งเป็นเลขคู่ของ c/(4L) ดังนั้นจึงไม่มีค่าใดเป็นความถี่ที่เป็นไปได้ของสเปกตรัมท่อปิดหนึ่งปลายใหม่นี้ สิ่งนี้ต่างจากการตัดฮาร์มอนิกคู่ทิ้งแต่ยังคงความถี่พื้นฐานเดิมไว้ เมื่อสื่อไม่มีการเปลี่ยนแปลง ความเร็วคลื่นจะคงที่ ความถี่และความยาวคลื่นจะเปลี่ยนแปลงไปด้วยกันเพื่อสอดคล้องกับเรขาคณิตขอบเขตใหม่
ไซเรนเคลื่อนที่เข้าหากำแพงนิ่งในอากาศนิ่ง ให้พิจารณาการเดินทางไปและกลับแยกกัน กำแพงจะได้รับ $f_w=fc/(c-u)$ เป็นครั้งแรก; การสะท้อนรักษาความถี่นี้ไว้ในกรอบอ้างอิงของสื่อ ผู้ฟังที่เคลื่อนที่จะได้รับ $f_e=f_w(c+u)/c$
เสียงสะท้อนต้องการปัจจัยดอปพลเลอร์ทั้งสอง การปิดท่อเปลี่ยนโหมดพื้นฐาน; โหมดคี่นับจากโหมดพื้นฐานใหม่ ไม่ใช่เก่า
จุดกึ่งกลางการกระจัดสูงสุด: ตำแหน่งในคลื่นนิ่งที่มีแอมพลิจูดของการกระจัดของอากาศมากที่สุด
ตัวคูณดอปเพลอร์: ค่าความถี่ที่เพิ่มขึ้นจากการเคลื่อนตัวของแหล่งกำเนิดหรือผู้สังเกตที่กำหนดไว้
ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที
กำลังโหลดวิชา…