เสียงดีปเปอร์ echo และขอบเขตคลื่นนิ่ง
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| Doppler factor/ˈdɒplə ˈfæktə/ | ตัวคูณดอปเพลอร์ |
| displacement antinode/dɪˈspleɪsmənt ˌæntɪˈnəʊd/ | จุด?p?ของแรงกระจัด |
ตัดสินใจก่อนตอบคำถาม
- ผู้ขับขี่ได้ยินเสียงสะท้อนจากกำแพงนิ่งที่มีระดับเสียงเปลี่ยน: เสียงที่ส่งออกไปและกลับมาแต่ละครั้งได้รับปัจจัยดอปพลเลอร์
- เป้าหมายของคุณ: ใช้ปัจจัยดอปพลเลอร์ของแหล่งกำเนิดและผู้สังเกตในกรอบอ้างอิงของตัวกลาง
อ่านความสัมพันธ์
- สำหรับเสียงในตัวกลางนิ่ง ให้แยกการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดออกจากผู้สังเกต แหล่งกำเนิดที่เคลื่อนที่เข้าหาด้วยความเร็ว u_s จะทำให้ระยะห่างหน้าคลื่นหนาแน่นขึ้นและสร้างความถี่ f c/(c−u_s) ที่ผู้สังเกตนิ่งรับได้ ผู้สังเกตที่เคลื่อนที่เข้าหาแหล่งกำเนิดนิ่งด้วยความเร็ว u_o จะพบหน้าคลื่นมากขึ้นต่อวินาทีและวัดค่า f(c+u_o)/c ความเร็วถูกวัดเทียบกับตัวกลาง; สูตรแหล่งกำเนิดและสูตรผู้สังเกตไม่สมมาตรเมื่อสลับบทบาท การเคลื่อนที่ถอยหลังจะกลับเครื่องหมายที่เหมาะสม สูตรเหล่านี้สมมติว่าการเคลื่อนที่ช้ากว่าเสียงตามแนวการแพร่กระจาย
- สืบเสาะหาความถี่ท่อที่ยอมรับได้จากเงื่อนไขขอบเขตการเคลื่อนย้าย
A moving siren approaches a stationary wall at speed u in still air with speed c. The driver’s echo frequency divided by emitted frequency is:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
The outbound moving-source factor and return moving-observer factor multiply.
ใช้กฎที่กำหนด
- สำหรับไซเรนที่เคลื่อนที่เข้าหำกำแพงสะท้อนนิ่งด้วยความเร็ว u กำแพงจะรับ f_wall=f c/(c−u) ก่อน การสะท้อนจากกำแพงนิ่งรักษาความถี่ไว้ในกรอบตัวกลาง ผู้ขับขี่ที่เคลื่อนที่จึงเข้าหาหน้าคลื่นที่สะท้อนกลับมาและรับ f_echo=f_wall(c+u)/c=f(c+u)/(c−u) เมื่อ u/c มีค่าน้อย การเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ประมาณ 2u/c แต่-expression ที่แม่นยำมีตัวเศษและตัวส่วนต่างกัน พื้นผิวสะท้อนที่เคลื่อนที่ต้องการขั้นตอนดอปพลเลอร์ของตนเอง; อย่าใช้ผลลัพธ์กำแพงนิ่งซ้ำโดยไม่รู้เรื่อง
- แยกแยะความถี่ ความยาวคลื่น และการเปลี่ยนแปลงขอบเขต
An ideal both-open pipe has fundamental 120 Hz. After closing one end, its first three allowed frequencies are:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
The new fundamental is 60 Hz and allowed multiples are odd.
ตรวจสอบเงื่อนไข
- ที่ปลายท่อเปิดอย่างสมบูรณ์ การเคลื่อนย้ายของอากาศจะเป็นแอนติโหนดและการแปรผันของความดันจะเป็นโหนด ที่ปลายปิดแข็ง การเคลื่อนย้ายจะเป็นโหนดและความดันจะเป็นแอนติโหนด สำหรับทั้งสองด้านเปิด ความยาว L มี n ครึ่งความยาวคลื่น ทำให้ f_n=nc/(2L), n=1,2,… . สำหรับด้านหนึ่งปิด มีจำนวนเต็มของส่วนสี่ความยาวคลื่นที่ไม่เป็นคู่ ทำให้ f_n=(2n−1)c/(4L) ท่อจริงอาจต้องการการแก้ไขปลาย; โมเดล GRE ที่สมบูรณ์แบบใช้ความยาวที่ระบุโดยไม่คิดการปรับเพิ่ม
- แยกแยะความถี่ ความยาวคลื่น และการเปลี่ยนแปลงขอบเขต
ไซเรน 500 Hz ล้ำหน้ากำแพงที่หยุดนิ่งที่ 10 m/s ในอากาศที่มี c=340 m/s. เสียงสะท้อนที่คนขับได้ยินคือ 500·350/330=530.3 Hz. สำหรับท่อที่สมบูรณ์แบบยาว 0.85 m ในอากาศเดียวกัน, โหมดพื้นฐานเปิดทั้งสองข้างคือ 200 Hz, mientras espectroปิดด้านเดียวเริ่มที่ 100, 300, 500 Hz. ไม่มีเส้น 200, 400, 600 Hz เดิมใดถูก保留ไว้
For c=330 m/s and u=30 m/s toward a stationary wall, f_echo/f=____ (decimal).
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
(330+30)/(330−30)=360/300=1.2.
ใช้รูปแบบงาน
- การปิดปลายหนึ่งของท่อที่เคยเปิดทั้งสองด้านทำให้โหมดพื้นฐานลดลงครึ่งหนึ่งและเหลือเพียงผลคูณของเลขคี่ของโหมดพื้นฐานใหม่นั้น ความถี่เดิมเป็นผลคูณของจำนวนเต็มของ c/(2L) ซึ่งเป็นผลคูณของเลขคู่ของ c/(4L) ดังนั้นจึงไม่ใช่ความถี่ที่ยอมรับได้ของสเปกตรัมปิดด้านเดียวที่ใหม่ Neither differs from merely deleting even harmonics while retaining the old fundamental. เมื่อตัวกลางไม่เปลี่ยนแปลง ความเร็วคลื่นจะไม่เปลี่ยนแปลง; ความถี่และความยาวคลื่นเปลี่ยนแปลงไปด้วยกันเพื่อสอดคล้องกับเรขาคณิตขอบเขตใหม่
- แยกแยะความถี่ ความยาวคลื่น และการเปลี่ยนแปลงขอบเขต
เสียงสะท้อนต้องการปัจจัยดอปพลเลอร์ทั้งสอง การปิดท่อเปลี่ยนโหมดพื้นฐาน; โหมดคี่นับจากโหมดพื้นฐานใหม่ ไม่ใช่เก่า
คำตอบใดสอดคล้องกับกรณีนี้?
ใช้ปัจจัยดอปเปอร์ของแหล่งกำเนิดและผู้สังเกตในกรอบอ้างอิงของตัวกลาง
Closing one end of an ideal both-open pipe retains its original fundamental as the new second harmonic.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
The one-closed spectrum has no even multiples of its new fundamental; that original line is absent.
รักษาระยะห่าง
- แอนติโหนดการเคลื่อนย้าย — ตำแหน่งคลื่นนิ่งที่แอมพลิจูดการเคลื่อนย้ายของอากาศมีค่าสูงสุด
- ปัจจัยดอปพลเลอร์ — ตัวคูณความถี่ที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดหรือผู้สังเกตที่กำหนด
- ใช้ปัจจัยดอปพลเลอร์ของแหล่งกำเนิดและผู้สังเกตในกรอบอ้างอิงของตัวกลาง
- สืบเสาะหาความถี่ท่อที่ยอมรับได้จากเงื่อนไขขอบเขตการเคลื่อนย้าย
- แยกแยะความถี่ ความยาวคลื่น และการเปลี่ยนแปลงขอบเขต
Match each term with its precise meaning in this lesson.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Keep the distinctions stated in the teaching example.
Put this lesson’s reasoning or event sequence in order.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
The order follows the stated process; check each stage before the next.