فیزیک

اثر دوپلر

منبع صوت و ناظر را حرکت دهید، سرعت صوت و باد را تغییر دهید و ببینید فرکانس دریافتی چطور جابه‌جا می‌شود — تا جایی که مخروط ماخ در سرعت فراصوت شکل بگیرد.

باز کردن در تمام‌صفحه
مقطع
متوسطه اول، متوسطه دوم، دانشگاه
زبان‌ها
انگلیسی، فارسی
نوع
2D · هر مرورگر به‌روز
قیمت
رایگان
سازنده
سید حمزه حسینی

معرفی

چرا آژیر آمبولانس وقتی به ما نزدیک می‌شود زیرتر و بعد از عبور، بم‌تر شنیده می‌شود؟ این شبیه‌ساز جواب را نشانتان می‌دهد. منبع، جبهه‌های موج دایره‌ای می‌فرستد؛ وقتی حرکت می‌کند، جبهه‌ها جلوی آن فشرده و پشت آن باز می‌شوند و ناظر قله‌های موج را بیشتر (یا کمتر) دریافت می‌کند.

چه کارهایی می‌توانید بکنید

  • منبع و ناظر را هر جای صحنه بکشید و سرعتشان را تعیین کنید.
  • سرعت صوت، فرکانس منبع و سرعت باد را تغییر دهید.
  • سناریوهای آماده را امتحان کنید: نزدیک‌شدن، دورشدن، فراصوت، باد، محیط چگال و حرکت آهسته.
  • فرکانس دریافتی را روی نمودار زنده ببینید و فرمول دوپلر را با عددهای خودتان.
  • صدای واقعی‌تر را روشن کنید و تغییر زیر و بمی را از لحظه‌ای که اولین جبهه موج به ناظر می‌رسد بشنوید.
  • از سرعت صوت عبور کنید تا مخروط ماخ شکل بگیرد و زاویه ماخ μ = arcsin(1/M) روی صفحه اندازه‌گیری شود.

حالت ارائه، پنل کناری را پنهان می‌کند تا صحنه کل تصویر ویدیوپروژکتور را بگیرد و کل شبیه‌ساز با یک کلیک بین فارسی و انگلیسی جابه‌جا می‌شود.

اهداف یادگیری

  • توضیح اینکه چرا جبهه‌های موج جلوی منبع متحرک فشرده و پشت آن باز می‌شوند
  • پیش‌بینی افزایش یا کاهش فرکانس دریافتی در حرکت‌های مختلف
  • استفاده از رابطه f′ = f (c + vₒ) / (c − vₛ) برای محاسبه فرکانس دریافتی
  • توضیح اثر باد و سرعت صوت در محیط بر نتیجه
  • ارتباط دادن عدد ماخ به زاویه مخروط ماخ

نکته‌های تدریس

با سناریوی حرکت آهسته شروع کنید و از دانش‌آموزها بخواهید تعداد قله‌هایی را که در هر ثانیه به ناظر می‌رسد بشمارند. بعد سراغ نزدیک‌شدن و دورشدن بروید و قبل از زدن «شروع» بخواهید نمودار را پیش‌بینی کنند. سناریوی فراصوت پل خوبی به بحث انفجار صوتی است.

فیزیکمهندسی

عبور امواج از مواد

یک موج صوتی یا الکترومغناطیسی را به لایه‌ای از آب، شیشه، بتن، فلز یا سرب بفرستید و ببینید چقدر بازتاب، جذب و عبور می‌کند.

متوسطه دوم+ 2D
فیزیکشیمی

ناحیه بریلوئن سه‌بعدی و پراش براگ

شبکه‌های وارون بسازید، ناحیه‌های بریلوئن را سه‌بعدی ببینید و پراش پرتو ایکس را با قانون براگ، عامل ساختار، ساختار نواری و برازش قله شبیه‌سازی کنید.

دانشگاه 3D