Κινούμενη πηγή και Doppler.

Διαβάζω στο σχολικό βιβλίο:

1α

Και σκέφτομαι να μελετήσουμε την συχνότητα που ακούει ένας ακίνητος παρατηρητής, στην περίπτωση που τον πλησιάζει μια κινούμενη πηγή, η οποία ξεκινά από την ηρεμία, έχοντας σταθερή επιτάχυνση α.

Η μια λύση είναι να πάρουμε την τελική σχέση γράφοντας:

1α-7 (1)8p

Η άλλη λύση είναι να εφαρμόσουμε την παραπάνω αποδεικτική διαδικασία, που έχει και το βιβλίο και να υπολογίσουμε την συχνότητα που αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής.

Τι λέτε συνάδελφοι, θα καταλήξουμε στο ίδιο αποτέλεσμα;

Στην όλη συζήτηση ας αφήσουμε στην άκρη το χρονικό διάστημα που θα μεσολαβήσει από τη στιγμή που η πηγή θα εκπέμψει τον ήχο και τη  στιγμή που ο ήχος φτάνει στον παρατηρητή. Ας θεωρηθεί αμελητέο.

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
39 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Ο Βαγγέλης με έκανε να ψάξω λιγάκι.

Ο Αλεξόπουλος δεν μιλάει για μήκος κύματος αλλά για απόσταση ισοφασικών επιφανειών. Προηγουμένως έχει αναφέρει το μήκος κύματος και εξηγεί γιατί και πόσο είναι μικρότερη η απόσταση των ισοφασικών επιφανειών από αυτό.

Οι Halliday-Resnick γράφουν περί νέου μειωμένου μήκους κύματος.

Οπότε δεν βλέπω ούτε εμείς να συμφωνήσουμε. Αρκεί όμως να καταλαβαίνουμε τι λέει ένας από εμάς όταν γράφει "μήκος κύματος".

Δημήτρης Γκενές
Αρχισυντάκτης
19/05/2018 1:09 ΠΜ

Καλησπέρα 

Οι παρατηρητές αντιλαμβάνονται ήχους με χροιά , ύψος, και ένταση και οι συσκευές καταγράφουν ήχους με συχνότητα  μπορούν όμως να το απεικονίσουν ( π.χ. σε παλμογράφο ) και να καταδείξουν το "οιωνεί" μήκος κύματος που θα αντιστοιχούσε σε ήχο από ακίνητη πηγή σε ομοιογενές και ισότροπο μέσο ( μόνο υπό αυτές τις προϋποθέσεις υπάρχει ορισμός που δίνει μια τιμή για το μήκος κύματος )

Αν ο παρατηρητής της συσκευής έχει πληροφορίες για την κίνηση της ηχητικής πηγής και του παρατηρητή και ξέρει και φυσική μπορεί να υπολογίσει το μήκος κύματος που θα εξέπεμπε η πηγή αν ήταν ακίνητη και  μπλά μπλά …

Προφανώς συμφωνώ με τον Βαγγέλη Κουντούρη 

Δεν συμφωνώ με τον Μητρόπουλο ( για πρώτη νομίζω φορά ) διότι ένα κύμα από ηχητική πηγή κινούμενη ( ομαλά και χωρίς να διαταρράσει την ομοιογένεια και το ισότροπο του μέσου ) δεν δικαιούται ΕΝΑ μήκος κύματος ( σε κάθε κατεύθυνση θα έχει διαφορετικό )

Ασφαλώς ένας φυσικός δικαιολογείται να πιστεύει ότι οι έννοιες που κατασκευάζει υπάρχουν εκεί έξω αλλά  καλύτερα είναι μερικές φορές να θυμάται ότι απλά αντιστοιχούν σε κάτι εκεί έξω αλλά υπάρχουν μόνο μέσα στον νου μας και μάλιστα μόνο αν έχει οριστεί και οριοθετηθεί καλά και με τον ίδιο τρόπο για όλους.

Τώρα για τις επιταχυνόμενες ηχητικές πηγές ( χωρικά και χρονικά εξαρτώμενα μεγέθη και με υστέρηση φάσης ! )… Τι να πω ;

Το κεφάλαιο που περιέχει τις κρούσεις και το Ντόπλερ υποτίθεται ότι γράφτηκε για την εξοικείωση με την ιδέα της σχετικότητας των μεγεθών ταχύτητα επιτάχυνση , Ενέργεια … Την ανάδειξη δηλαδή της σχέσης μεταξύ των φυσικών μεγεθών που παρατηρούν άμεσα ή υπολογίζουν έμμεσα παρατηρητές που βρίσκονται σε σχετική κίνηση …. Τελικά η θεωρία διαμελίστηκε και θάφτηκε και οι συνταγές και τα εργαλεία αυτονομήθηκαν και ζητάνε εκδίκηση.  

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
19/05/2018 8:18 ΠΜ

Δημήτρη και υπόλοιπη παρέα καλημέρα.

Επειδή εχθές δεν ξέρω αν έγινα απόλυτα κατανοητός, επανέρχομαι με ένα παράδειγμα.

Ένας παρατηρητής ακινητεί ως προς το σύστημα αναφοράς αδιατάρακτου αέρα και αντιλαμβάνεται απλό ηχητικό κύμα με μήκος κύματος 80cm όταν η ταχύτητα διάδοσης του ήχου στον ακίνητο αέρα ισούται με 340 m/s. Από τα δεδομένα αυτά συμπεραίνει ότι η συχνότητα του ήχου ισούται με 425 Hz. 

Αν ο ήχος εκπέμπεται από μία κινούμενη ως προς τον παρατηρητή ηχητική πηγή, με σταθερή ταχύτητα 20 m/s, η οποία εκπέμπει στο δικό της σύστημα αναφοράς απλό ήχο συχνότητας 400 Hz και μήκους κύματος 85 cm, τότε το μήκος κύματος των 80 cm που καταγράφει ο παρατηρητής δεν έχει υπόσταση;

Ακόμα χειρότερα με αυτήν  την λογική πρέπει να δεχτούμε ότι αν ο παρατηρητής δεν γνωρίζει τίποτα για την πηγή, μπορεί να αναφέρεται σε μήκος κύματος για την αντίστοιχη καταγραφή της συσκευής του, ενώ αν γνωρίζει για την πηγή και την κίνησή της τότε η ίδια καταγραφή μετατρέπεται σε οιονεί μήκος κύματος. Αν δεχτούμε αυτό, τότε καμία καταγραφή και κανένα πείραμα δεν μας παρέχει ασφαλή συμπεράσματα για κανένα φυσικό μέγεθος.

Κατά την γνώμη μου όσο "πραγματικό" είναι το μήκος κύματος των 85 cm, άλλο τόσο "πραγματικό" είναι και το μήκος κύματος των 80 cm. 

Βαγγέλης Κουντούρης

καλημέρα σε όλους

"Και γιατί τότε δικαιούμαστε να μιλάμε για συχνότητα; Αυτή είναι μία;"

Όχι, Διονύση, (σου έχω στείλει μήνυμα για άλλο θέμα, δες το…) δεν είναι μία, είναι πολλές, διότι το όνομά της δεν είναι απλά συχνότητα, έχει και συνοδευτικό, π.χ. είναι συχνότητα που εκπέμπει μια πηγή, συχνότητα που αντιλαμβάνεται ο Διονύσης, συχνότητα που αντιλαμβάνεται ο Μήτσος, ο Βαγγέλης, κ.α, που μπορεί και να είναι διαφορετικές μεταξύ τους, όλο το "βάρος" είναι στο αντιλαμβάνεται, ενώ το μήκος κύματος εξ' ορισμού είναι ένα ("η απόσταση κατά την οποία διαδίδεται…")

Αν ο ορισμός αλλάξει, και γίνει π.χ. η απόσταση ανάμεσα σε δύο διαδοχικά μέγιστα, που ταυτίζεται και με τον υπάρχοντα για ακίνητη πηγή, ή αν χρησιμοποιηθεί ο όρος "υποθετικό μήκος κύματος", κάτι σαν το "φαινόμενο βάρος", τότε δεν θα υπήρχε ένσταση (που σε κάθε περίπτωση, εννοείται, δεν διεκδικεί το αλάθητο, συζήτηση γίνεται), αλλά η ένσταση του αντιλαμβάνεται θα εξακολουθούσε να υπάρχει.

Για τα γραφόμενα του Στάθη έχω σχόλιο, αλλά αφού απευθύνεται στον Μήτσο, ας απαντήσει ο Μήτσος.

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
19/05/2018 9:59 ΠΜ

Καλημέρα Βαγγέλη και καλό ΣΚ. Εννοείται ότι απευθύνομαι προς όλους!  

Διονύσης Μητρόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Δημήτρης Γκενές

Δημήτρη δεν διαφωνούμε smiley

Γράφεις:

Δεν συμφωνώ με τον Μητρόπουλο (για πρώτη νομίζω φορά) διότι ένα κύμα από ηχητική πηγή κινούμενη (ομαλά και χωρίς να διαταρράσει την ομοιογένεια και το ισότροπο του μέσου) δεν δικαιούται ΕΝΑ μήκος κύματος (σε κάθε κατεύθυνση θα έχει διαφορετικό).

Αυτό ακριβώς πιστεύω κι εγώ. Όταν κινείται η πηγή, το ηχητικό κύμα που διαδίδεται στο μέσο έχει διαφορετικό μήκος κύματος, αλλά και διαφορετική συχνότητα, προς κάθε κατεύθυνση.

Η συχνότητα που αντιλαμβάνεται ένας ακίνητος παρατηρητής στην περίπτωση αυτή, ή καταγράφει κάποιο όργανο, είναι η πραγματική συχνότητα του κύματος που προσπίπτει στο αυτί του ή στο μικρόφωνο.

 

 

Διονύσης Μητρόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα σε όλους,

Για να δείξω κι εγώ παιδιά λίγη … σταθερότητα χαρακτήρα smiley,

 

Έχω ένσταση (και το έχω ξαναγράψει και παλαιότερα) ακόμα και στην έκφραση:

 

"Κινούμενη πηγή εκπέμπει ήχο συχνότητας fs"

 

Τί είναι ο ήχος;

Όταν λέμε "ήχος" ή "ηχητικό κύμα" τί εννοούμε;

Δεν εννοούμε "μηχανικό κύμα συχνότητας μεταξύ 20Hz – 20kHz";

Ήχος είναι η ταλάντωση του μεγαφώνου της πηγής ή το παραγόμενο μηχανικό κύμα που διαδίδεται στον αέρα;

Μπορεί το μεγάφωνο της κινούμενης πηγής να ταλαντώνεται με συχνότητα fs.

Το παραγόμενο ηχητικό κύμα όμως έχει την ίδια συχνότητα fs, ή έχει διαφορετική συχνότητα προς κάθε κατεύθυνση;

 

Πιστεύω ότι ορθότερη θα ήταν η έκφραση:

 

"Κινούμενη πηγή, συχνότητας fs, εκπέμπει ήχο, που κάποιος τον ακούει κλπ.".