Effetto Doppler acustico

Principio

Quando passa un’ambulanza, il segnale percepito (misurato) della sirena diventa più profondo. Ciò significa che le frequenze del suono percepito si abbassano. Questo cambiamento nella frequenza percepita di onde di ogni tipo, mentre la sorgente e l’osservatore si muovono l’uno rispetto all’altro, è chiamato effetto Doppler. L’effetto Doppler viene utilizzato in numerose applicazioni tecniche, come ad esempio nelle trappole radar del traffico o per determinare la velocità con cui l’universo si sta espandendo.

Nell’esperimento preliminare gli studenti rievocano in modo qualitativo l’effetto Doppler, così come lo conoscono nella vita di tutti i giorni, sulla base di una frequenza udibile, mentre l’esperimento principale si concentra sul caso di una sorgente sonora che oscilla armonicamente. Innanzitutto, viene misurata la frequenza del segnale emesso a riposo. Successivamente, con l’aiuto del software, viene dimostrato lo spostamento di frequenza causato dal trasmettitore Doppler oscillante. Segue il calcolo della velocità di movimento della sorgente sonora in base ai valori sperimentali. Questo valore calcolato viene poi confrontato con il valore teorico.

Vantaggi

• L’esperimento fa parte di un set di esperimenti con un totale di 22 esperimenti sulla generazione, propagazione e percezione del suono, delle oscillazioni e delle onde
• Particolarmente indicato come esperimento per il primo contatto con la fisica in generale
• Con fogli di lavoro per studenti di grafica
• Con informazioni dettagliate sull’istruttore
• Ottimizzato per tempi ristretti, ovvero tempo di preparazione minimo richiesto

Attivita’ proposte

1. Quando il trasmettitore Doppler emette un suono di 4,6 kHz, muovilo molto velocemente avanti e indietro e descrivi ciò che senti.
2. Determinare la velocità di un pendolo a molla oscillante con l’aiuto dell’effetto Doppler: lasciare che il trasmettitore Doppler con il segnale da 19 kHz oscilli armonicamente sopra un microfono con l’aiuto di una molla. Analizza il segnale registrato da un microfono con l’aiuto di un computer. Osserva l’effetto Doppler e determina la velocità massima del pendolo.

Obiettivi formativi

• Spostamento di frequenza