محاكي تأثير دوبلر
المعادلات في هذه المحاكاة
| f₀ | تردد المصدر f₀ (Hz) | طبقة صوت صفارة الإنذار، وما يسمعه السائق | |
|---|---|---|---|
| c | سرعة الصوت c (m/s) | 343 m/s في الهواء عند 20 °C، و331 عند 0 °C؛ و1,480 في الماء | |
| v_s | سرعة المصدر v_s (m/s) | 30 m/s تساوي 108 km/h | |
| v_o | سرعة المستمع نحو المصدر | 0 هنا: المستمع واقف | |
| θ | الزاوية بين حركة المصدر والخط الواصل إلى المستمع | تؤخذ لحظة إرسال الصوت الذي يصل الآن؛ 0° تعني التوجه مباشرة نحو المستمع، و180° الابتعاد عنه مباشرة | |
| f | التردد الذي يسمعه المستمع | أعلى أثناء اقتراب المصدر، ويساوي f₀ عند أقرب نقطة، وأخفض أثناء ابتعاده |
بالقيم الحالية:
| λ | طول الموجة أمام المصدر وخلفه | تنضغط القمم معًا في الأمام وتتمدد في الخلف؛ والدوائر المرسومة قمة واحدة من كل بضع عشرات |
|---|
بالقيم الحالية:
| M | عدد ماخ | فوق 1 يسبق المصدر صوته | |
|---|---|---|---|
| α | نصف زاوية مخروط ماخ | تتراكم كل جبهات الموجات على هذا المخروط؛ وحين يمر بالمستمع يسمع دويّ اختراق جدار الصوت |
بالقيم الحالية:
كيف تستخدم محاكي تأثير دوبلر
- سيارة بصفارة تسير على الطريق وتمر بجانب مستمع. تُرسم واحدة من كل بضع عشرات من قمم الصوت كدائرة تتسع من حيث كانت السيارة عند إطلاقها؛ أمام السيارة تتزاحم الدوائر، وخلفها تتباعد.
- اقرأ التردد الذي يسمعه المستمع، والتغير بأنصاف النغمات، بينما تقترب السيارة وتمر وتبتعد. فعّل «شغّل ما يسمعه المستمع» لتسمع الهبوط المعروف في الطبقة؛ يبين الرسم التردد مقابل موضع السيارة، ومحوّل السرعة يحوّل السرعات إلى km/h أو mph.
- ارفع سرعة المصدر فوق سرعة الصوت. لم تعد الدوائر قادرة على سبق السيارة فتتراكم في مخروط، هو مخروط ماخ؛ لا يسمع المستمع شيئًا حتى يمر المخروط فوقه، ثم يسمع صوت الاقتراب وصوت الابتعاد معًا: دويّ اختراق الصوت.
الأسئلة الشائعة
ما تأثير دوبلر؟
التغير في التردد الذي تسمعه حين تتحرك أنت ومصدر موجة أحدكما نسبةً إلى الآخر. حين يقترب المصدر تخرج كل قمة أقرب قليلًا من السابقة، فتصل متزاحمة وتكون الطبقة أحدّ؛ وحين يبتعد تصل متباعدة وتكون الطبقة أغلظ. المصدر لا يغيّر تردده الخاص أبدًا.
ما صيغة تأثير دوبلر؟
f = f₀ × (c + v_o) ÷ (c − v_s cos θ)، حيث f₀ التردد المنبعث، وc سرعة الصوت، وv_s سرعة المصدر، وv_o سرعة المستمع نحو المصدر، وθ الزاوية بين حركة المصدر والخط إلى المستمع، لحظة إطلاق الصوت. ومن الأمام، مع مستمع ساكن، تكون f = f₀ c ÷ (c − v_s) عند الاقتراب وf₀ c ÷ (c + v_s) عند الابتعاد.
لماذا تهبط الطبقة فجأة حين تمر سيارة؟
لأن الزاوية θ تنتقل من نحو 0° إلى نحو 180° لحظة تكون السيارة في أقرب نقطة. كلما كنت أقرب إلى الطريق كان الانتقال أسرع والهبوط أحدّ؛ وبعيدًا عن الطريق تنخفض الطبقة بنعومة.
ما الذي يسبب دويّ اختراق الصوت؟
المصدر الأسرع من الصوت يسبق موجاته. كل جبهات الموجة التي يطلقها تتراكم على سطح مخروط خلفه، نصف زاويته α بحيث sin α = c ÷ v_s. يحمل المخروط قفزة حادة في الضغط، وحين يمر فوقك تكون تلك القفزة هي الدويّ؛ ويرافق الطائرة طوال طريقها، لا فقط حين تخترق حاجز الصوت.
تقول إن WebGL معطّل.
يحتاج العرض ثلاثي الأبعاد إلى WebGL، وهو موجود في كل المتصفحات الحالية. قد يكون معطّلًا إن كان تسريع العتاد مطفأً في إعدادات المتصفح، أو بسبب برنامج تشغيل رسومي قديم جدًا. فعّل تسريع العتاد أو جرّب متصفحًا آخر.
هل يُرفع أي شيء؟
لا. يرسم متصفحك نفسه المحاكاة بـ WebGL؛ لا يُرسل شيء إلى أي مكان، وتستمر في العمل دون اتصال بعد تحميل الصفحة.