Ηχητικά κύματα Διαμήκη κύματα



Σχετικά έγγραφα
( )! cos (" t + # ) Στάσιμα κύματα. y(x,t) = A[ cos( kx!" t)! cos( kx + " t) [ ( ) + cos (" t + # + $ )] = 0. y(0,t) = A cos!

Φυσική για Μηχανικούς

Κεφάλαιο T3. Ηχητικά κύµατα

Ηλεκτρομαγνητικά Διαδίδονται στο κενό

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Κεφάλαιο 15 Κίνηση Κυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Φυσική για Μηχανικούς

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ : ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΤΜΗΜΑ:. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 05 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3 ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) U β A

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 «Κυμάνσεις» Μαρία Κατσικίνη users.auth.gr/~katsiki

Τίτλος Διδακτικού Σεναρίου: «[Το φαινόμενο Doppler]»

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΧΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

Φαινόμενο Doppler (Γ. Μ.) Φαινόμενο Doppler. Φαινόμενο Doppler είναι η διαφορά των συχνοτήτων που μετρούν οι παρατηρητές

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Κυριακή 4 Νοέµβρη 2018 Θέµα Α

Φυσική για Μηχανικούς

ENOTHTA 1: ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Θεωρία Κεφάλαιο 4 ο Γ Λυκείου Doppler

3 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2) ΘΕΜΑΤΑ

Δ Ι Α Γ Ω Ν Ι Σ Μ Α Φ Υ Σ Ι Κ Η Σ Θ Ε Τ Ι Κ Ω Ν Σ Π Ο Υ Δ Ω Ν Γ Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ 05/1 / Ε Π Ω Ν Υ Μ Ο :...

Φαινόμενο Doppler Α. ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER ΓΙΑ ΤΑ ΑΚΟΥΣΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. α) Πηγή (S) ακίνητη - Παρατηρητής (Ο) κινούμενος. S(u s =0) u o O x.

Κεφάλαιο 15 ΚίνησηΚυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 04 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3 ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

β. δημιουργούνται από πηγή η οποία ταλαντώνεται κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ - ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

1. Η συχνότητα αρμονικού κύματος είναι f = 0,5 Hz ενώ η ταχύτητα διάδοσης του υ = 2 m / s.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Σύνολο Σελίδων: έξι (6) - ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 A ΦΑΣΗ

πλάτος που διαμορφώνεται από τον όρο του ημιτόνου με

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΘΕΜΑ Α ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

KYMATA Ανάκλαση - Μετάδοση

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΤΕΛΙΚΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ 2014 ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΘΕΜΑΤΩΝ: ΚΟΛΟΣΙΩΝΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

Φυσική για Μηχανικούς

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Κύματα - Doppler. Σάββατο 8 Δεκεμβρίου Θέμα 1ο

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Σάββατο 17 εκέµβρη 2016 Θέµα Α

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΑΝΩ ΣΕ ΚΥΜΑΤΑ ΔΥΟ ΚΑΙ ΤΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ ΗΧΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

a. μηδέν. 3. Όταν κατά μήκος μιας οριζόντιας φλέβας ενός ιδανικού ρευστού οι ρευματικές γραμμές πυκνώνουν, τότε η ταχύτητα ροής του ρευστού

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

Το πλάτος της ταλάντωσης του σημείου Σ, μετά τη συμβολή των δυο. α. 0 β. Α γ. 2Α δ. Μονάδες 5

κύματα. Σύνοψη κυμάτων και επηρεάσουν διαφορετική τα σωμάτια

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 3 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2019: ΘΕΜΑΤΑ

Διαγώνισμα Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική προσανατολισμού

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 21 Κυματική ΦΥΣ102 1

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPLER ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ.. ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ

β. F = 2ρΑυ 2 γ. F = 1 2 ραυ 2 δ. F = 1 3 ραυ 2

Ερωτήσεις στο φαινόµενο Doppler

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΘΕΩΡΙΑ ο ΜΑΘΗΜΑ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

Ψηφιακός ήχος και κινούμενα γραφικά

ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER. στην οποία ο ήχος μπορεί να ανακλαστεί.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/02/17 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

Φαινόμενο Doppler. Ο ήχος παράγεται από σώματα που εκτελούν μηχανικές ταλαντώσεις (δονήσεις), και επομένως χαρακτηρίζεται ως διαμήκες μηχανικό κύμα.

Κεφάλαιο T4. Υπέρθεση και στάσιµα κύµατα

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ : ΚΥΜΑΤΑ (ΤΡΕΧΟΝΤΑ) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:.

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ

1 Ο ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ - ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28/12/17 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 17/4/2016 ΘΕΜΑ Α

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (14)

ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙΔΕΣ

Επαναληπτικό Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Κρούσεις-Ταλαντώσεις-Κύματα

Φυσική Γ Θετ. και Τεχν/κης Κατ/σης ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 22 / 04 / 2018

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Α ΦΑΣΗ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Γʹ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΤΡΙΤΗ 18 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2017 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

Φαινόμενο Doppler. ακίνητη ηχητική πηγή και αντιλαμβάνεται ήχο συχνότητας f. του ήχου που εκπέμπει η πηγή είναι ίση με. υ+ υ υ -υ

ΦΥΣ. 131 ΕΡΓΑΣΙΑ # (α) Ένα µικρό σώµα πηγαινοέρχεται γλιστρώντας στο κατώτερο µέρος ενός κυλινδρικού αυλακιού ακτίνας R. Ποια είναι η περίοδος

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. Αν η κρούση της σφαίρας με τον κατακόρυφο τοίχο είναι ελαστική, τότε ισχύει:. = και =.. < και =. γ. < και <. δ. = και <.

2.6 Κύματα που παράγονται από δύο σύγχρονες. 2.7 Κύματα που παράγονται από δύο σύγχρονες. 2.8 Κύματα παράγονται από δύο σύγχρονες

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ 24 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2016 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις - Β έκδοση Θέµα Α

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΗΧΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΣΩΛΗΝΑ KUNDT

ιαγώνισμα στη Φυσική Γ Λυκείου Κατεύθυνσης Επαναληπτικό Ι

Δίνεται η ταχύτητα του ήχου στον αέρα. [705,5Hz, 714Hz, 336/697,2m, 332/697,2m, 709,75Hz, 8,5Hz]

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1 4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση

ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Κυματική οπτική. Συμβολή Περίθλαση Πόλωση

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 29/12/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

NTÙÍÉÏÓ ÃÊÏÕÔÓÉÁÓ - ÖÕÓÉÊÏÓ

ΠΕΜΠΤΗ 3 ΙΟΥΝΙΟΥ 2004 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Φυσική Γ Θετ. και Τεχν/κης Κατ/σης ΚΥΜΑΤΑ ( )

Transcript:

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 1 Ηχητικά κύματα Διαμήκη κύματα Τα ηχητικά κύματα χρειάζονται ένα μέσο για να μεταδοθούν π.χ. αέρας Δεν υπάρχει ήχος στο κενό Ηχητικές συχνότητες 20Ηz 20ΚΗz Τα ηχητικά κύματα διαδίδονται με μεταβολές πίεσης ενός συμπιεστού μέσου. Το τμήμα της διαφορετικής πίεσης δημιουργεί μεταβολές πίεσης στο χώρο και έτσι μεταδίδεται ένα κύμα εκτόπισης Το κύμα εκτόπισης είναι: s = s m sin( kx ωt) = s( x,t) Δηλαδή η εκτόπιση είναι κατά μήκος της διεύθυνσης x από τη θέση ισορροπίας. ΔP s Η μεταβολή της πίεσης είναι: ΔP = ΔP m cos( kx ωt) To κύμα της πίεσης είναι σε διαφορά φάσης από το κύμα εκτόπισης Μέγιστο πλάτος πίεσης ΔP m = ρυωs m

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 2 Ταχύτητα του ήχου Η ταχύτητα του ήχου εξαρτάται από το μέτρο της ελαστικότητας του μέσου στο οποίο διαδίδεται το ηχητικό κύμα. Ανάλογα είχαμε και για την γενική περίπτωση κυμάτων σε χορδή Η ταχύτητα των μηχανικών κυμάτων εξαρτάται από τις ελαστικές ιδιότητες του μέσου και από την πυκνότητα μάζας του μέσου (ρ, μ) υ = dp dρ όπου dp η μεταβολή της πίεσης dρ η μεταβολή της πυκνότητας π.χ αέρας: υ=331m/sec Η μεταβολή της πίεσης δείχνει τη συμπιεστότητα ενός αερίου μέσου Για στερεά μέσα η ταχύτητα του ήχου είναι: υ = Y ρ όπου Υ: η ελαστικότητα του στερεού ρ: η πυκνότητα π.χ σίδηρος: υ=5130m/sec Για υγρά μέσα η ταχύτητα του ήχου είναι: υ = B ρ όπου B: η ελαστικότητα όγκου του υγρού ρ: η πυκνότητα π.χ νερό: υ=1493m/sec

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 3 Ηχητικά κύματα Ειδικές περιπτώσεις y(x,t) = 2Asinkx sinω t Είδαμε την περίπτωση της χορδής με το ένα ή και τα δύο άκρα της ακλόνητα. Στην περίπτωση αυτή το (τα) άκρα της χορδής δεν κινούνται Ηχητικό κύμα πάνω σε ακλόνητο τοίχωμα. Τα μόρια του μέσου δεν μπορούν να κινηθούν Σε ένα κλειστό σωλήνα (τοίχωμα) υπάρχει ένας δεσμός μετατόπισης αλλά η πίεση αλλάζει μέγιστα (αντι-δεσμός πίεσης) Στο ανοιχτό άκρο υπάρχει ένας αντι-δεσμός εκτόπισης και επομένως ένας δεσμός πίεσης!! (η πίεση είναι σταθερή) Ανοιχτός σωλήνας λ m = 2L m Κλειστός σωλήνας λ m = 4L (2m 1) Όλες οι αρμονικές πίεση m=1 L=λ/2 m=2 L=λ m=3 L=3λ/2 εκτόπιση πίεση m=1 L=λ/4 m=2 L=3λ/4 m=3 L=5λ/4 εκτόπιση Περιττές αρμονικές

Παράδειγμα: Συμβολή ηχητικών κυμάτων ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 4 Θεωρήστε δύο ηχεία τα οποία είναι συνδεδεμένα με την ίδια ηχητική πηγή και έχοντας την ίδια φάση. L r 1 d r 2 P y(x,t) = 2Acos ϕ 2 sin kx ω t ϕ 2 Η διαφορά διαδρομής των δύο κυμάτων στο σημείο P, r 2 -r 1 = Δr έχει σαν αποτέλεσμα τα κύματα να φθάνουν στο P με διαφορά φάσης. Επομένως ανάλογα με την διαφορά της απόστασης Δr θα έχουμε ενισχυτική ή καταστρεπτική συμβολή. Δr = λ 2π ϕ Αν Δr = 0 ή Δr = nλ τότε τα κύματα συμβάλουν ενισχυτικά Αν Δr = mλ/2 m=1,3,5,7,, τότε τα κύματα συμβάλουν καταστρεπτικά P πλάτος κύματος Αν το πρώτο ελάχιστο είναι στο P τότε: Δr = λ 2 λ = 2Δr υ s = λf f = υ s λ = 343 2Δr

Ένταση ήχου - Decibels Πως μπορούμε να περιγράψουμε πόσο δυνατός είναι ένας ήχος? Η δύναμη του ήχου σχετίζεται με την ισχύ του κύματος. Όσο απομακρυνόμαστε από την πηγή, το κύμα δεν είναι τόσο δυνατό Θυμηθείτε ότι η ένταση κύματος δίνεται από I = P Eµβαδο = ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 5 P 4πR 2 Είναι η ένταση του ηχητικού κύματος που χαρακτηρίζει το πόσο δυνατό είναι. Διαφοροποιείται σα 1/R 2 To ανθρώπινο αυτί είναι ένας τόσο καλός ανιχνευτής ήχων που είναι εφοδιασμένος με μια ευαισθησία που καλύπτει μια δυναμική ζώνη εντάσεων που εκτείνονται σε 10 τάξεις μεγέθους (δηλαδή 10 10!!) Η ένταση επομένως δεν είναι η κατάλληλη τιμή για να εκφράσουμε πόσο δυνατό είναι ένα ηχητικό κύμα. Αντίθετα χρησιμοποιούμε λογαριθμική κλίμακα για να ορίζουμε το decibel Decibel I β 10log 10 I 0 όπου Ι 0 = 10-12 W/m 2 (κατώφλι ακοής) Το αυτί μπορεί να ανιχνεύσει μεταβολές πίεσης ΔP~3 10-10 ατμ, Δx~1 10-11 m

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 6 Φαινόμενο Doppler Tο φαινόμενο εμφανίζεται όταν η πηγή του ηχητικού κύματος, ή ο δέκτης του κύματος (π.χ. ακροατής) κινούνται με κάποια ταχύτητα το ένα προς το άλλο. Το αποτέλεσμα είναι ότι η αντιλαμβανόμενη συχνότητα του κύματος μετατοπίζεται. Για να γίνει κατανοητό αυτό, θυμηθείτε την εξίσωση της ταχύτητας του κύματος = λf Λύνοντας ως προς τη συχνότητα γράφουμε: f = λ Επομένως αν η παρατηρούμενη ή μετρούμενη ταχύτητα του κύματος ή το μετρούμενο μήκος κύματος διαφέρουν ως προς αυτό που εκπέμπεται από την πηγή τότε και η συχνότητα θα είναι διαφορετική

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 7 Πρώτα η εύκολη περίπτωση Πηγή και παρατηρητής είναι και τα δύο σε κατάσταση ηρεμίας (σχετικά με το μέσο διάδοσης του κύματος, π.χ. αέρας) μέτωπο κύματος λ πηγή Στην περίπτωση αυτή ούτε η ταχύτητα του κύματος (ταχύτητα ήχου) αλλά ούτε και το μήκος κύματος αντιλαμβάνονται διαφορετικά από τον παρατηρητή. παρατηρητής Επομένως: f πηγης = f παρατηρητη

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 8 Παρατηρητής κινείται προς ακίνητη πηγή Tι συμβαίνει όταν ο παρατηρητής κινείται με ταχύτητα V παρ προς την πηγή του κύματος η οποία παραμένει ακίνητη. O παρατηρητής αντιλαμβάνεται την ταχύτητα του κύματος να είναι η ταχύτητα του κύματος στο μέσο διάδοσης,, προστιθέμενη στην δική του ταχύτητα κίνησης Ωστόσο το παρατηρούμενο μήκος κύματος, λ, παραμένει αναλλοίωτο. Επομένως αντικαθιστώντας στην εξίσωση της συχνότητας έχουμε: f παρατηρητη = ( + V παρ ) λ = 1+ V παρ λ V παρ f παρατηρητη = 1 + V παρ f πηγη

Παρατηρητής και πηγή κινούνται ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 9 Η παρατηρούμενη ταχύτητα είναι όπως και στην προηγούμενη περίπτωση V=V παρ + Στην περίπτωση αυτή το μήκος κύματος αλλάζει επίσης. O λόγος; Στον χρόνο Τ που απαιτείται ώστε το μέτωπο κύματος να κινηθεί κατά απόσταση ίση με το μήκος κύματος, η πηγή κινήθηκε απόσταση s π =V πηγ Τ Αλλά T = λ και τότε δύο διαδοχικά μέτωπα κύματος θα έχουν απόσταση λ λ = λ + V πηγ Τ = λ + V πηγ = λ 1+ V πηγ V παρ V πηγ Η συχνότητα που θα αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής θα είναι τότε: ( f παρ = + V παρ ) λ = 1 + V παρ 1 + V πηγη = λ 1 + V παρ 1 + V πηγ f πηγη

Πρόσημα στη μετατόπιση Doppler Γενική εξίσωση για φαινόμενο Doppler: f παρ = ± V παρ V f πηγη πηγη ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 10 Τα πρόσημα που χρησιμοποιούμε για τον υπολογισμό των σχετικών ταχυτήτων στο φαινόμενο Doppler έχουν την ακόλουθη σύμβαση: Θεωρούμε πάντοτε την κίνηση στην διεύθυνση από τον παρατηρητή προς την πηγή σαν θετική. Θετική κίνηση του παρατηρητή είναι αυτή προς την πηγή Θετική κίνηση της πηγής είναι η απομακρυνόμενη από το παρατηρητή Όταν η σχετική κίνηση είναι προς συγκλίνουσα κατεύθυνση, ο παρατηρητής αντιλαμβάνεται μια αυξάνουσα συχνότητα. Όταν η σχετική κίνηση είναι αποκλίνουσα τότε η συχνότητα που αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής, ελαττώνεται. Τα πάνω πρόσημα ( +, - ) χρησιμοποιούνται όταν πηγή και παρατηρητής πλησιάζουν και τα κάτω ( -, + ) όταν απομακρύνονται

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 11 Κρουστικά κύματα Αν η πηγή κινείται τόσο γρήγορα ώστε η ταχύτητά της να ξεπερνά την ταχύτητα διάδοσης του κύματος μέσα στο μέσο τότε ένας κρουστικός κώνος δημιουργείται πίσω από την πηγή. Όλα τα κυματικά μέτωπα εφάπτονται αυτού του κώνου ο οποίος έχει γωνία κορυφής 2θ που υπολογίζεται από τη σχέση: sinθ = t V πηγη t = V πηγη = 1 αριθµος Mach

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 12 Ωστικά κύματα Όταν κρουστικό κύμα δημιουργείται πηγης > τότε το κύμα λέγεται ωστικό. Το ωστικό κύμα έχει μεγάλες ποσότητες ενέργειας συγκεντρομένες στην επιφάνεια του κώνου

ΦΥΣ 131 - Διαλ.38 13 Ιατρικές εφαρμογές ηχητικών κυμάτων 3-D ultra-sound απεικόνιση: Πως δουλεύει: Τα ηχητικά κύματα ανακλώνται στα σύνορα μεταξύ δύο υλικών μέσων που έχουν διαφορετικές πυκνότητες. Πολλαπλές σαρώσεις της ίδιας περιοχής καταγράφονται και κατόπιν επεξεργάζονται από υπολογιστή για να δημιουργηθεί μια 3-D απεικόνιση Doppler ultra-sound: Πως δουλεύει: Παλμοί ultrasound κυμάτων ανακλώνται από κινούμενα ερυθρά κύτταρα του αίματος, επιστρέφοντας Doppler μετατοπισμένα κύματα. Μεταβολές στην συχνότητα μετρούνται και απεικονίζονται δηλώνοντας την ταχύτητα κίνησης των ερυθρών κυττάρων σε μια περιοχή του σώματος. Η μέθοδος χρησιμοποιείται για ανίχνευση φραγμένων αρτηριών, φλεβών, παρακολούθηση καρδιακού παλμού εμβρύων κλπ. Λιθότριψη με κρουστικά κύματα: Πως δουλεύει: Yψηλής ενέργειας κρουστικά κύματα εστιάζονται σε πέτρες νεφρών, με αποτέλεσμα να τα τις διαλύουν σε κομμάτια αρκετά μικρά ώστε να αποβληθούν από το σώμα