Fizika (2. kolokvijum)

Skripta za drugi kolokvijum iz Fizike (saobracaj)

48. DOPLEROV EFEKAT

DOPLEROVIM EFEKTOM se naziva pojava da frekvencija talasa kou meri posmatrač zavisi od relativne brzine posmatrača, sredine koja prenosi talas i talasnog izvora.

a) POSMATRAČ MIRUJE A IZVOR SE KREĆE U ODNOSU NA SREDINU
– Neka talasni izvor napravi N oscilacija za vreme t tj neka osciluje sa frekvencijom
ν_0=N/t
– BRZINA PROSTIRANJA talasa kroz sredinu υ_s ne zavisi od brzine izvora, već je određena gustinom i elastičnim osobinama sredine.
– Brzina talasa je: υ_s= λ_s ν_s

-Neka se izvor kreće u odnosu na sredinu brzinom: υ ⃗=υ(x_0 ) ⃗ gde X_0 osa spaja posmatrača i izvor.
-Za υ>0 izvor se krece ka posmatracu
-Za υ<0 izvor se krece od posmatraca
– RASTOJANJE izmedju 1. i poslednjeg talasnog fronta je:
(υ_s- υ) t te je talasna duzina u elasticnoj sredini:
λ_s= (υ_s-υ)t/N ν_s= (υ_s N)/(υ_s-υ)t=ν_0 (1-υ/υ_s )^(-1)
ako je:
υ/υ_s ≪1 ⇒ ν_s=ν_0 (1+υ/υ_s )

b) IZVOR MIRUJE A POSMATRAC SE KRECE U ODNOSU NA SREDINU:
-Pretpostavimo da se posmatrac priblizava talasnom ivoru brzinom: υ ⃗=-υ(x_0 ) ⃗
Ka posmatracu se krece N emitovanih talasa za vreme t, koji u prostoru zauzimaju duzinu x=υ_s t.
Brzina ovih talasa u odnosu na posmatraca je υ_p=υ_s+υ te svi N talasi stizu do posmatraca za vreme
τ=x/υ_p
Prema tome posmatrac meri frekvenciju:
ν_p=N/τ=(1+υ/υ_s ) ν_0

49. ZVUK

-ZVUK- mehanicko oscilovanje u bilo kojoj elasticnoj sredini najcesce vazduhu, koje kao talasno kretanje dolazi do covecjeg uha.
-Da bi nastao zvuk potreban je zvucni izvor i sredina kroz koju se zvuk prenosi
– Za vreme dok proizvodi zvuk, zvucni izvor se uvek nalazi u stanju oscilovanja. Opseg frekvencija kpje se osecaju culom sluha krecese od oko 20 Hz do oko 20 kHz,
Talasi cija je frekvencija ispod 20Hz nazivaju se INFRAZVUCNI TALASI ili INFRAZVUK, a oni iznad 20kHz ULTRAZVUCNI TALASI ili ULTRAZVUK.
-Zvuk se javlja kao rezultat slaganja vise harmonijskih oscilacija cije su frekvencije ν_1 ,ν_(2 )… ….
-U zavisnosti od akusticnog spektra zvuka zvuk se deli na TON i ŠUM.
-ŠUM: ako je akusticni spektar NEPREKIDAN (zastupljene sve frekvencije od ν_1do ν_2)
-TON: ako je akusticni spektar DISKRETAN tj sastavljen od osnovne frekvencije i njenih visih harmonika. Kod tona se razlikuju visina, boja i intenzitet.