Δευτέρα, 13 Μαΐου 2013

Στάσιμα κύματα και Doppler.

Δύο  ελαστικές ίδιες χορδές από το ίδιο υλικό στερεώνονται στο ένα τους άκρο από ακλόνητο σημείο έτσι ώστε να είναι οριζόντιες και να απέχουν μεταξύ τους κατακόρυφη απόσταση D=5 cm. Πάνω στις χορδές έχει σχηματιστεί στάσιμο κύμα και στο  ελεύθερο άκρο των δύο χορδών  έχει σχηματιστεί κοιλία. Όσα τα  σημεία της κάθε χορδής  ταλαντώνονται, ταλαντώνονται  με την ίδια συχνότητα και με το ίδιο μέγιστο πλάτος  και στις  χορδές.Tην χρονική στιγμή t=0 το ελεύθερο άκρο της  πάνω χορδής βρίσκεται στην θέση ψ=0 και έχει θετική ταχύτητα ενώ της κάτω χορδής βρίσκεται στη θέση ψ=0 αλλά έχει αρνητική ταχύτητα.
   Toποθετούμε στο ελεύθερο άκρο της κάτω χορδής μία σημειακή  αβαρή πηγή που εκπέμπει ήχο συχνότητας Fs ενώ στο πάνω ελεύθερο άκρο τοποθετούμε έναν αβαρή ανιχνευτή ήχων. Παρατηρούμε ότι ο ανιχνευτής ανιχνεύει περιοδικά μέγιστη αλλά και  ελάχιστη συχνότητα και για το γινόμενο αυτών των συχνοτήτων να ισχύει FmaxFmin=250000 Hz2 ενώ ο λόγος τους είναι Fmax/Fmin=1,201. Για την  κατακόρυφη απόσταση του ανιχνευτή από την πηγή ισχύει η σχέση 1cmd . Aν ο  ανιχνευτής και η πηγή των ηχητικών κυμάτων  μετακινηθούν προς τα δεξιά και πάνω στις χορδές παρατηρούμε ότι για πρώτη φορά ο ανιχνευτής ανιχνεύει διαρκώς την τιμή Fs όταν διανύσουν  ταυτόχρονα οριζόντια απόσταση 5cm. Αν πάνω στην κάθε χορδή υπάρχουν 10 ακίνητα σημεία να βρεθούν:
Α) Το μήκος της κάθε χορδής
Β) H συχνότητα Fs της πηγής
Γ) Οι εξισώσεις των δύο στάσιμων κυμάτων που δημιουργήθηκαν στις χορδές.
Δίνεται η uηχ=340m/s και (1,201)1/2=1,01

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου