تأثير دوبلر

الخطوة الأولى: فهم تأثير دوبلر. تأثير دوبلر هو تغير في تردد الموجة (الصوتية أو الضوئية) عندما يتحرك المصدر أو المراقب بالنسبة للوسط. في حالة الصوت، تعتمد الصيغة على سرعة الصوت في الوسط (عادة 343 م/ث في الهواء عند 20 درجة مئوية). الصيغة الأساسية هي: f' = f * (v + v_o) / (v - v_s)، حيث f هو التردد المصدر، v سرعة الصوت، v_o سرعة المراقب (موجبة إذا كان متجهاً نحو المصدر)، v_s سرعة المصدر (موجبة إذا كان متجهاً نحو المراقب).

الخطوة الثانية: إدخال قيم التردد والسرعات. أدخل تردد المصدر بوحدة هرتز (Hz). أدخل سرعة المصدر بوحدة م/ث. إذا كان المصدر يتحرك نحو المراقب، أدخل القيمة موجبة. إذا كان يتحرك بعيداً، أدخل القيمة سالبة. أدخل سرعة المراقب بوحدة م/ث. إذا كان المراقب يتحرك نحو المصدر، أدخل القيمة موجبة. إذا كان يتحرك بعيداً، أدخل القيمة سالبة. الآلة الحاسبة ستستخدم القيم كما هي دون افتراض اتجاه افتراضي.

الخطوة الثالثة: اختيار سرعة الصوت. يمكنك تعديل سرعة الصوت الافتراضية (343 م/ث) إذا كانت درجة الحرارة أو الوسط مختلفين. على سبيل المثال، في الهواء عند 0 درجة مئوية، سرعة الصوت حوالي 331 م/ث. أو في الماء، حوالي 1482 م/ث. أدخل القيمة المناسبة.

الخطوة الرابعة: حساب التردد الظاهري. بعد إدخال جميع القيم، اضغط على زر 'احسب'. ستقوم الآلة الحاسبة بتطبيق الصيغة: f' = f * (v + v_o) / (v - v_s). الناتج هو التردد الذي يسمعه المراقب. تذكر أنه إذا كانت v_s أكبر من أو تساوي v، فإن المقام يصبح صفراً أو سالباً، مما يشير إلى حدوث موجة صادمة (ظاهرة دوبلر فوق صوتية). في هذه الحالة، لن تظهر قيمة التردد.

الخطوة الخامسة: تفسير النتيجة. التردد الظاهري f' قد يكون أعلى من التردد الأصلي (إذا كان المصدر والمراقب يقتربان من بعضهما) أو أقل (إذا كانا يبتعدان). على سبيل المثال، صفارة سيارة تقترب منك تسمعها بنبرة عالية، وعندما تبتعد تنخفض النبرة. يمكنك تجربة قيم مختلفة لفهم العلاقة.