گام به گام پرسش 3-7 صفحه 75 درس 3 فیزیک (3) رشته تجربی (نوسان و امواج)

در هر ردیف شکل روبه رو، جبهه های موج متوالی حاصل از یک چشمه را می بینید.

الف) تندی چشمه ها را باهم مقایسه کنید

ب) تندی هر چشمه را با تندی صوت مقایسه کنید.

شکل ها را به ترتیب بررسی می کنیم. ساده تر آن است که فرض کنیم که شکل ها 90 درجه پاد ساعتگر چرخیده اند.

در شکل الف، یک چشمه صوت ساکن امواج کروی گسیل می کند. توجه کنید که فاصله شعاعی بین جبهه های موج یکسان است. در شکل های ب و پ چشمه صوت به سمت راست حرکت کرده است. تنها تفاوت شکل های ب و پ در این است که تندی چشمه صوت در پ بیشتر از تندی در ب است و بدین ترتیب ازدحام جبهه های موج در جلوی چشمه های گسیلنده شکل پ بیشتر از شکل ب است. ناظری که در سمت راست چشمه ها قرار گرفته است در واحد زمان چشمه های موج بیشتری را از پ نسبت به ب دریافت می کند و بنابراین بسامدی که می شنود نیز بالاتر است. با این حال در هردوی این شکل ها تندی چشمه صوت کمتر از تندی صوت است. اما در شکل ت چشمه صوت با تندی ای بزرگتر از تندی صوت به سمت راست حرکت می کند، زیرا سریعتر از چشمه های صوت در حرکت است. در این شکل ها به رنگ های به کالر گزفته شده زرد و قرمز توجه کنید. در شکل ت که چشمه صوت با تندی بزرگتر از جبهه های موج ایجاد شده حرکت می کند، منحنی های قرمز از زرد بیرون زده اند و مخروطی ایجاد شده است که به آن مخروط ماخ می گویند. در چنین وضعیت هایی دیگر معادله هایی که برای اثر دوپلر ارائه می شوند به کار نمی آسند. در هر حال تندی چشمه ها به ترتیب از شکل الف تا شکل ت افزایش می یابند و همچنین در شکل های الف تا پ تندی چشمه ها کوچکتر از تندی صوت است، ولی در شکل ت این تندی بیشتر از تندی صوت می شود.