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Doppler-Effekt
23.1.2021
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DOPPLEREFFEKT Physik-GFS J2, Valentina Arnold ● ● ● ● Definition/Erklärung Akustischer Dopplereffekt Analyse - 1. Fall: Schallquelle bewegt sich der Beobachter ruht Analyse - 2. Fall: Die Schallquelle ruht - der Beobachter bewegt sich Formeln Zusammenfassung ● STRUKTUR Aufgaben Optischer Dopplereffekt - ● DEFINITION/ERKLÄRUNG ● • 1842: Österreicher Christian Doppler ● Frequenzänderung je nach der abnehmenden oder zunehmenden Entfernung eines Erzeugers von Schall- oder Lichtwellen Definition von Oxford Languages zeitliche Stauchung bzw. Dehnung eines Signals bei Veränderungen des Abstands zwischen Sender und Empfänger während der Dauer des Signals Beispiel: Krankenwagen mit Martinshorn Deutsches Rotes Kreuz RETTUNGSDANST MITTEESSEN F ¶ ANALYSE - I. FALL SCHALLQUELLE BEWEGT SICH DER BEOBACHTER RUHT (IN BEZUG ZUM MEDIUM LUFT) λς H S Voraussetzung: = vs • T 1 S T = f ⇒ s = VSX 1 fs λς - S · λ = λ – s • Ag = A₂ = Vs • 7/₁ λς fs C 1 · — = — 2 - 0 ₁ + / - ● Vs S fE fs fs C • — = 7/12 (c - Vs) ƒE • cx fs = fe• (c − vs) • fs = fe.C-Us с C C - Vs S fe=fs"; λ C =ƒ ausklammern | •fs |• ƒE :C Aufeinander zu C =fs C-v₂ S fE=fs. Voneinander weg v durch (-v) ersetzen fE = fs ● C c + vs ANALYSE - 2. FALL DIE SCHALLQUELLE RUHT (IN BEZUG ZUM MEDIUM LUFT) - DER BEOBACHTER BEWEGT SICH AUF DIE QUELLE ZU ● C f = 7 λ Vrel = c + VE fE fE = = C+VE λ c+VE C fs •ƒE = fs• fE S C+VE C Aufeinander zu fE=fs C + VE C d Voneinander weg v durch (-v) ersetzen fE=fs. C-VE C Sender bewegt bewegt ruht ruht FORMELN ZUSAMMENFASSUNG Empfänger ruht ruht bewegt bewegt Richtung Aufeinander zu Voneinander weg Aufeinander zu Voneinander weg Formel fE=fs. fe = fs · fE=fs. C C - Vs C c + vs C + VE C C-VE с fE = fs - ● AUFGABE I Eine Autohupe...
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Alternativer Bildtext:
hat eine bestimmte Frequenz. Wie groß ist diese Frequenz, wenn man sich mit einer Geschwindigkeit von 34 m/s auf das ruhende Auto zubewegt und die empfundene Frequenz 440 Hz beträgt? Schallgeschwindigkeit = 340 m/s ● Wie groß ist diese Frequenz, wenn man sich mit einer Geschwindigkeit 34 m/s auf das ruhende Auto zubewegt und die empfundene Frequenz 440 Hz beträgt? → Schallgeschwindigkeit = 340 m/s •ƒE = fs• • fs = fe c+vs C ● C AUFGABE I - LÖSUNG c+ vs = 440 Hz. 340m S m 340¹ +34m S S = 400 Hz AUFGABE ZUM DOPPLEREFFEKT NR.2 An einem ruhenden Beobachter fährt eine pfeifende Lokomotive (1500 Hz) mit einer Geschwindigkeit von 120 km/h vorbei. Bestimme die Frequenz des Tones, die der Beobachter ... → Schallgeschwindigkeit = 340 m/s a) ... vor dem Vorbeifahren der Lokomotive hört. b) ... nach dem Vorbeifahren der Lokomotive hört. AUFGABE 2 - LÖSUNG Bestimme die Frequenz des Tones, die der Beobachter ... a) ... vor dem Vorbeifahren der Lokomotive hört. Geschwindigkeit: 120 km/h Frequenz: 1500 Hz Schallgeschwindigkeit: 340 m/s ● C fE=fs C-VS km Geschwindigkeit durch 3,6 teilen: 120 : 3,6 h • ƒE = 1500 Hz. 100m 1663 Hz ≈ 3 s → höhere Frequenz -> Ton wird höher wahrgenommen 340m m 340² S = 100 m 3 S Bestimme die Frequenz des Tones, die der Beobachter ... b) ... nach dem Vorbeifahren der Lokomotive hört. Geschwindigkeit: 120 km/h Frequenz: 1500 Hz Schallgeschwindigkeit: 340 m/s •ƒE = fs. S fE C c+vs AUFGABE 2 - LÖSUNG ● • f E = 1500 Hz. m 340¹2 S m 100m 340 + S 3 s → niedrigere Frequenz -> Ton wird tiefer wahrgenommen ≈ 1366 Hz OPTISCHER DOPPLEREFFEKT mm OPTISCHER DOPPLEREFFEKT www OPTISCHER DOPPLEREFFEKT www OPTISCHER DOPPLEREFFEKT www OPTISCHER DOPPLEREFFEKT ● https://www.youtube.com/watch?v=hsLgj_vZFz4 • https://www.youtube.com/watch?v=j63KPxxEtQ4 ● https://www.youtube.com/watch?v=FWHe6lAvXq8 https://www.youtube.com/watch?v=hsLgj_vZFz4 (Entnahmedatum: 19.09.2020) ● ● ● ● QUELLEN ● (Entnahmedatum: 01.12.2020) (Entnahmedatum: 19.09.2020) (Entnahmedatum 20.09.2020) (Entnahmedatum: 20.09.2020) https://www.leifiphysik.de/akustik/akustische-wellen/grundwissen/doppler-effekt https://www.frustfrei-lernen.de/mechanik/doppler-effekt.html (Entnahmedatum: 01.12.2020) • http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ph/14/ep/einfuehrung/wellen/doppler.vlu/Pa ● ge/vsc/de/ph/14/ep/einfuehrung/wellen/dopplerlsg.vscml.html (Entnahmedatum: 23.10.2020) https://de.wikipedia.org/wiki/Doppler-Effekt (Entnahmedatum: 19.09.2020)