tiết 30-hiệu ứng đôp-ple

Kiểm tra bài cũ
1. Nêu các đặc trng vật lý, các đặc trng sinh
lí của âm và mối quan hệ giữa chúng.
2. Nêu định nghĩa: tần số của sóng, bớc sóng
và tốc độ truyền sóng.

Trả lời
1. * Các đặc trng vật lý của âm: Tần số, cờng độ âm (hoặc mức c
ờng độ âm), đồ thị dao động của âm.
* Các đặc trng sinh lí của âm: Độ cao, độ to, âm sắc.
* Mối liên quan giữa chúng:
+ Độ cao phụ thuộc tần số.
+ Độ to phụ thuộc mức cờng độ âm (hay cờng độ âm)
và tần số của âm.
+ Âm sắc phụ thuộc dạng đồ thị dao động của âm.
2. * Tần số của sóng là tần số dao động của các phần tử môi trờng
khi có sóng truyền qua và cũng là tần số dao động của nguồn.
* Bớc sóng là quãng đờng mà sóng truyền đợc trong 1 chu kỳ.
Hay bớc sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên
phơng truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha.
* Tốc độ truyền sóng là tốc độ truyền pha dao động.
.
v
v f f
T

= = =

Néi dung cña bµi
•
HiÖu øng §èp-ple lµ g×?
•
Gi¶i thÝch hiÖu øng §èp-ple.

1. Thí nghiệm:

Dụng cụ:

Tiến hành:

Hiện tợng:
- Khi nguồn âm lại gần -> nghe thấy âm cao (bổng) hơn.
- Khi nguồn âm ra xa -> nghe thấy âm thấp (trầm) hơn.

Hiệu ứng Đốp-ple là gì?
Sự thay đổi tần số của sóng thu đợc khi có sự chuyển
động t#ơng đối của nguồn âm và máy thu đối với môi
tr#ờng truyền âm gọi là Hiệu ứng Đốp-ple.

Em có biết?
Hiệu ứng Đôp-ple đã đợc
đề xuất (mặc dù cha thật
hoàn chỉnh) năm 1842 bởi
nhà vật lý ngời áo Johann
Christian Dopple. Hiệu ứng
này đợc Buys Ballot ngời

Hà Lan kiểm tra bằng thực
nghiệm năm 1845 bằng cách
dùng một đầu máy xe lửa
kéo theo một toa lộ thiên với
nhiều lính kèn.
1803-1853

T¹i sao cã
hiÖn t#îng ®ã?

2.Giải thích hiện t#ợng:

Xét trờng hợp sóng âm truyền trong môi trờng
không khí luôn gắn với mặt đất.

Giả sử nguồn âm S và ngời quan sát (tức máy
thu) M chỉ chuyển động dọc theo đờng thẳng
nối liền chúng với nhau.

s
v
1
2
3
4
M
2. Gi¶i thÝch hiÖn t#îng:
a. Nguån ©m S ®øng yªn, m¸y thu M ®øng yªn:
λ
A

1
A
2
Nguån S:
ph¸t sãng ©m cã:
tèc ®é v
tÇn sè f

bíc sãng

S
v o
=
λ

A
1
v
M
s =v.t
s
Trong thời gian t
đỉnh sóng A
1
đi qua M đợc quãng đờng?
Tốc độ của các đỉnh sóng đối với M?
Số bớc sóng mà M nhận đợc trong thời gian t?
.v t

-Tốc độ của các đỉnh sóng đối với

máy thu M: v
-Trong thời gian t số bớc sóng
máy thu M nhận đợc
-Tần số sóng âm máy thu M nhận
đợc:
Tần số sóng âm máy thu M nhận đợc?
1
v
f f

= =
a. Nguồn âm S đứng yên, máy thu M đứng yên:

s
v
v
M
1
2
3
4
M
2.Gi¶i thÝch hiÖn t#îng:
b. Nguån ©m S ®øng yªn, m¸y thu M chuyÓn ®éng:
A
1
•
M¸y thu M chuyÓn
®éng víi tèc ®é v
M

< v
vÒ phÝa S

A
1
v
M
v
M
s
s=(v+v
M
)t
/

M
v v
f f
v
+
=
b. Nguồn âm S đứng yên, máy thu M chuyển động:

Máy thu M chuyển động
với tốc độ v
M
< v về phía S
Tốc độ của các đỉnh sóng đối với M?
-
Tốc độ của các đỉnh sóng

đối với M: v + v
M
-
Tần số sóng âm M nhận
đợc:
Quãng đờng mà đỉnh sóng A
1
đi qua máy thu
trong thời gian t?
Số bớc sóng máy thu M nhận đợc
trong thời gian t?
Số bớc sóng máy thu M nhận đợc trong thời gian t
Tần số sóng âm M nhận đợc ?
/
f f
>
M
v v
t

+

A
1
v
M
v
M
s
/ /

f f
<
//

M
v v
f f
v

=
b. Nguồn âm S đứng yên, máy thu M chuyển động:

Máy thu M chuyển động
với tốc độ v
M
< v ra xa S
Tốc độ của các đỉnh sóng đối với M?
-
Tốc độ của các đỉnh
sóng đối với M: v - v
M
-
Tần số sóng âm M nhận
đợc:
Tần số sóng âm M nhận đợc ?
s=(v-v
M
)t

2.Giải thích hiện t#ợng:

b. Nguồn âm S đứng yên, máy thu M chuyển động:
Tóm lại: Khi nguồn âm S đứng yên, máy thu M chuyển
động với tốc độ v
M
< v, tần số sóng âm máy thu nhận đợc:

Dùng dấu (+) khi M lại gần S -> f>f: Âm nhận đợc cao
(bổng) hơn âm do ngồn phát ra

Dùng dấu (-) khi M ra xa S -> f< f: Âm nhận đợc thấp (trầm)
hơn âm do ngồn phát ra
'
M
v v
f f
v

=

s
v
v
s
s s s
1
4
2
3
M
1 2 3 4

c. Nguån ©m S chuyÓn ®éng, m¸y thu M ®øng yªn :
2.Gi¶i thÝch hiÖn t#îng:
•
Nguån S: v
S
< v,

ph¸t
sãng ©m cã:

tèc ®é v

tÇn sè

bíc sãng


1
f
T
=
λ

c. Nguồn âm S chuyển động, máy thu M đứng yên
s
A
1
v
r
v

s
A
2
1
.
A
v
s v T
f

= = =
.
s s
s v T
=
/

/
s
v
f f
v v
=

//
s
v
f f
v v
=

+

Nguồn âm chuyển động về phía
máy thu:
+ t = 0 :Nguồn phát ra đỉnh sóng A
1

truyền đi với tốc độ v
+ t = T:
-
S di chuyển đợc quãng đờng v
S
.T.
-
Đỉnh sóng A
1
di chuyển đợc quãng
đờng v.T
-
Khoảng cách giữa S và A
1
: (v - v
S
).T
-
Nguồn phát ra đỉnh sóng A
2
, truyền
đi với tốc độ v
-> A

1
A
2
= (v - vS).T =
( ).
S
v v T

( )
S
v v
f

'

=
Tần số sóng âm máy thu
nhận đợc:
Tần số sóng
âm máy thu
nhận đợc?
'f f
>

Nguồn âm S chuyển động ra xa máy thu:
Tần số sóng âm máy thu nhận đợc:
"f f
<
Khoảng cách
giữa hai đỉnh

sóng A
1
A
2
?

c. Nguån ©m S chuyÓn ®éng, m¸y thu M ®øng yªn
A
1
v
r
s
v
s
A
2
/
s
v
f f
v v
=
−
//
s
v
f f
v v
=
+

•
Nguån ©m S chuyÓn ®éng vÒ phÝa m¸y thu M:
TÇn sè sãng ©m m¸y thu
nhËn ®îc:
TÇn sè sãng
©m m¸y thu
nhËn ®#îc?
'f f
⇒ >
•
Nguån ©m S chuyÓn ®éng ra xa m¸y thu M:
TÇn sè sãng ©m m¸y thu nhËn ®îc:
''f f
⇒ <
M
''f
=
1 2
( )
S
S
v v
A A v v T
f
+
= + =

2.Giải thích hiện t#ợng:
c. Nguồn âm S chuyển động, máy thu M đứng yên:
Tần số sóng âm máy thu nhận đợc:

'
S
v
f f
v v
=
m

Dùng dấu (-) khi M lại gần S -> f >f : Âm nhận đợc
cao (bổng) hơn âm do ngồn phát ra

Dùng dấu (+) khi M ra xa S -> f < f : Âm nhận đợc
thấp (trầm) hơn âm do ngồn phát ra

2.Giải thích hiện t#ợng:
1.Thí nghiệm
Sự thay đổi tần số của sóng thu đợc khi có sự chuyển
động tơng đối của nguồn âm và máy thu đối với môi trờng
truyền âm gọi là hiệu ứng Đốp-ple.
'
M
S
v v
f f
v v

=
m
Khi có sự chuyển động tơng đối của nguồn âm và máy thu đối với
môi trờng truyền âm thì tần số sóng âm máy thu nhận đợc là:

f: tần số sóng âm của nguồn.
v: tốc độ của sóng âm.
v
M
, v
S
: tốc độ của nguồn và máy thu
đối với môi trờng truyền âm.
3. ứng dụng: Chế tạo máy đo tốc độ.

Em nên biết: Hiệu ứng Đôp-ple là một hiệu ứng vật lý, đặt
theo tên nhà bác học ngời áo Johann Christian Doppler,
trong đó tần số và b#ớc sóng của sóng âm, sóng điện từ
hay các sóng nói chung bị thay đổi khi mà nguồn phát
sóng chuyển động tơng đối với ngời quan sát.
1803-1853


Vận dụng
Câu 1: Hiệu ứng Đôp-ple gây ra hiện tợng gì sau đây?
A. Thay đổi cờng độ âm khi nguồn âm chuyển động so
với ngời nghe.
B. Thay đổi âm sắc của âm khi ngời nghe chuyển động
lại gần nguồn âm.
C. Thay đổi độ cao của âm khi nguồn âm chuyển động so
với ngời nghe.
D. Thay đổi cả độ cao và âm sắc khi nguồn âm so với ng
ời nghe

Vận dụng

Câu 2: Một xe cảnh sát đậu ở lề đờng cao tốc bóp còi có
tần số 1000 Hz để chặn một xe ôtô đang chạy tới với tốc
độ 120 km/h. Tần số âm trong không khí là 340 m/s. Ng
ời lái xe ôtô nghe thấy tiếng còi có tần số:
A. 1098 Hz B. 1198 Hz
C. 1089 Hz
D. 1189 Hz
'
M
v v
f f
v
+
=
v
r
M
M
v
r
S

Vận dụng
Câu 3: Một xe cứu thơng phát ra tiếng rít ở tần số
1600 Hz và đi qua một ngời đi xe đạp với tốc độ
4,5 m/s. Sau khi xe cứu thơng vợt qua, ngời đi xe
đạp nghe thấy một tần số 1560 Hz. Tốc độ âm trong
không khí là 340 m/s.Tốc độ của xe cứu thơng là:
A. 46 km/h B. 48 km/h
C. 50 km/h

D. 52 km/h
' ( )
'
M
S M
S
v v
f
f f v v v v
v v f
+
= = +
+
S
v
r
S
v
r
M
M
v
r