Examkin

Soru

Zorluk: OrtaDoppler Olayı

Durgun ve homojen hava ortamında sabit frekanslı ses dalgaları yayan bir kaynak ile bir gözlemcinin birbirine göre hareket durumları incelenmektedir.

Buna göre;

I. Kaynak, durgun gözlemciye doğru sabit hızla yaklaşırken gözlemciye ulaşan ses dalgalarının dalga boyu, kaynağın yaydığı dalgaların normal dalga boyundan daha küçük ölçülür.

II. Gözlemci, durgun kaynağa doğru sabit hızla yaklaşırken gözlemcinin algıladığı sesin frekansının artmasının nedeni, dalgaların ortamdaki yayılma hızının artmasıdır.

III. Kaynak ve gözlemci birbirine doğru hareket ederken, gözlemcinin birim zamanda algıladığı dalga tepesi sayısı artar.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. C
    I ve II
  4. I ve IIICevap
  5. E
    I, II ve III

Cevap

Kaynak gözlemciye yaklaşırken dalga boyunun küçülmesi ve birbirlerine yaklaşırlarken algılanan frekansın artması doğruyken, dalgaların ortamdaki yayılma hızının değiştiği iddiası yanlıştır. Bu nedenle doğru cevap I ve III ifadelerini içeren seçenektir.
Doğru seçenekte belirtildiği üzere, kaynak gözlemciye yaklaşırken dalga boyunun küçülmesi fiziksel bir gerçektir ve kaynak ile gözlemci birbirine yaklaştıkça algılanan frekans (birim zamanda algılanan dalga tepesi sayısı) artar. Dalgaların ortamdaki yayılma hızı ise değişmez.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci öncül��n analiz edilmesi
Kaynak durgun gözlemciye doğru hareket ettiğinde, ardışık dalga tepeleri arasındaki mesafe (dalga boyu) gözlemcinin bulunduğu tarafta sıkışarak küçülür. Formülle ifade edersek λ′=λ0−Δλ\lambda' = \lambda_0 - \Delta \lambda olur. Dolayısıyla birinci öncül doğrudur.
Kaynağın hareketi, dalgaların yayıldığı ortamda dalga boyunun fiziksel olarak sıkışmasına yol açar.
2
İkinci öncülün analiz edilmesi
Gözlemcinin hareket etmesi, ses dalgalarının havadaki (ortamdaki) yayılma hızını değiştirmez. Mekanik dalgaların yayılma hızı yalnızca ortamın özelliklerine (sıcaklık, yoğunluk vb.) bağlıdır. Gözlemcinin frekansı daha yüksek algılamasının sebebi, dalgalara doğru hareket ettiği için birim zamanda karşılaştığı dalga tepesi sayısının artmasıdır. Dolayısıyla ikinci öncül yanlıştır.
Doppler olayında dalga hızının ortama bağlı ve sabit kaldığı ilkesinin test edilmesi hedeflenmiştir.
3
Üçüncü öncülün analiz edilmesi
Kaynak ve gözlemci birbirine doğru hareket ederken algılanan frekans (falgf_{\text{alg}}), kaynağın kendi frekansından (f0f_0) daha büyük olur (falg>f0f_{\text{alg}} > f_0). Frekans, birim zamanda algılanan dalga tepesi sayısı olduğundan, gözlemcinin birim zamanda algıladığı dalga tepesi sayısı artar. Dolayısıyla üçüncü öncül doğrudur.
Algılanan frekansın fiziksel anlamının ve dalga tepesi sayısıyla ilişkisinin kurulması gerekmektedir.

Anahtar Kavram

Doppler olayında kaynak hareket ettiğinde dalga boyu değişirken, gözlemcinin hareketi dalga boyunu değiştirmeden algılanan frekansı etkiler. Her iki durumda da dalgaların ortamdaki yayılma hızı kesinlikle değişmez.
Bu soruyu puanla

Konular

Doppler Olayı

Bu konudan daha fazla soru