fal5

IX. Ruch falowy sposobem przekazywania informacji i energii

Nietoperz jest równocześnie źródłem ultradźwięków oraz ich odbiorcą. Można więc zapisać:

tl

n,= r =30f

. *'+ i'    1711

/* = /7^7 = 40 kHz jjU=47.7kllz

Szukane:

2.4. Dane:

/•- .'20 Hz (inne¹) A/ 15 Hz !Z=.U0f

Zgodnie z przypisem do zadania 1.26 półton odpowiada stosunkowi częstotliwości 'v 2 = 1,059.

Gdy samochód się zbliżał: /j' -f Gdy samochód się oddalał: /,' =/ +    .

_v__

V V    /—    /—

—^ = '-v'2    >2/2 ~ 1.059

r+1-.

= 1.059 - v+ v_ = 1,059 (u- i'.)

i-_;(l -t- 1,059) = 1/(1,059- I)

2,059 u. = 0.059 i>

0.059

^ 22159"

r = 0,0286 340 7- = 9,72 ^L'¹ - 35 7-'    s    s h

2.5.    Tak. Wykorzystuje je nu przykład policja drogowa, by sprawdzać szybkość jadących samochodów. Policyjny radar wysyła fale elektromagnetyczne, które po odbiciu od pojazdu powracają ze zmienioną częstotliwością. Nakładanie się obu wiązek fal - wysyłanej i powracającej - wywołuje tak zwane dudnienia fal. Częstotliwość owych dudnień świadczy o szybkości nadjeżdżającego pojazdu.

2.6.    Tak. Zjawisko Dopplera zachodzi też w falach elektromagnetycznych. Jednak inne są wzory' na zmianę częstotliwości światła lub fal radiowych niż wzory dla fal akustycznych. Badając na przykład powierzchnię Słońca, zauważa się różnice długości .• fal (i częstotliwości) między tymi częściami obracającego się Słońca, które do nas się •; 1 zbliżają', a tymi, które się oddalają. Na podstawie pomiarów zmian długości ful moż- '%

na obliczyć szybkość wirowania Słońca lub innego obiektu kosmicznego. Na p<obławie zmian długości lal wysyłanych przez sondę kosmiczną luli odlegle galaktyki można obliczyć szybkości tych obiektów.

2.7. lak. Atomy są w ciągłym ruchu postępowym, a molekuły dodatkowo wykonują rotację i oscylację. Jeżeli atom wysyła światło, Lo częstotliwość lej lali będ/u nieco inna, gdy ulom zbliża się do aparatu badawczego, a inna gdy się oddala. W iclkosć różnicy częstotliwości świadczy o szybkości atomu lub molekuły. Iciaz ublic. c można kolejne parametry-energię kinetyczna molekuły lub atomu, ciśnienie, temperaturę itd. W ten sposób można leż uzyskać pewne informacje o właściwościach materii znajdującej się w kosmosie i bezpośrednio nieosiągalnej do badań laboiaio-ryjnycli. Potrzebne jest jednak światło, które la materia wysyła.

3. Energia fali, natężenie i poziom natężenia dźwięku

Szukane: £ = ?

A■£ = ?

3.1. Dane:

/»= 10 " W r- 50 m

r = 111 = 3.6 l()'s S= I nr

3.6 10 'J

■i

Ryc 9 IB

£>/’ /= 10-W 3,b I0's 3,6 10"¹ js = Natężenie dźwięku przy oknie:

_{/ =} _tż_=_lO.^W- , 3 ₂ . ₁₀ u _W

471/ '    12.56 2500 nr    nr

Na rycinie 9.18: Z - źródło dźwięku o mocy /’ W czasie I godziny źródło wysiało obliczoną już energię E. Energia ta, rozchodząc się we wszystkich kierunkach, przeszła też przez otaczając;) źródło powierzchnię sfery o promieniu r. Do okna doszła z tej energii część A E, która jest tyle razy mniejsza od energii E całkowitej, ile razy powierzchnia okna jest mniejsza od powierzchni całej sfery.

E _

AE S

_ E S ₌ 3.6 I0~^J J 1 nr ^L 4jir 12,56: • 2,5 10'nr

1,15 IQ-⁷J

231