كيف تلعب مرور الإسعاف
- اختر اختبارًا واقرأ نغمة الصفارة أو سرعة السيارة أو الدرجة المسموعة في البطاقة.
- استخدم f' = f·v ÷ (v − v_s) حين تقترب منك وf' = f·v ÷ (v + v_s) حين تبتعد، مع v = 340 m/s.
- اكتب توقّعك واضغط ابدأ. شاهد القمم تتكدّس أمام سيارة الإسعاف.
- قارن الخط البرتقالي المتقطع بالدرجة المسموعة في الرسم.
تأثير دوبلر
حين يتحرك مصدر للأمواج تنضغط الأمواج أمامه وتتمدد الأمواج خلفه. ينتقل الصوت دائمًا بالسرعة نفسها في الهواء، نحو 340 m/s، لذا تصلك الأمواج المضغوطة أكثر تكرارًا: فتسمع درجة أعلى. والأمواج الممدودة تصل أقل تكرارًا: درجة أخفض. لهذا تصدر الصفارة أو سيارة السباق صوت «نييي-ووو» حين تمر: عالية وهي تقترب، ثم انخفاض سريع وهي تمر، ومنخفضة وهي تبتعد. لمصدر يتحرك بسرعة v_s تكون الدرجة في الأمام f·v ÷ (v − v_s) وفي الخلف f·v ÷ (v + v_s). ويحدث التأثير نفسه مع الضوء: رادارات الشرطة والطقس تقيس السرعات من تغير تردد الأمواج المرتدة، ويعرف علماء الفلك من الانزياح نحو الأحمر في ضوء المجرات البعيدة أنها تبتعد عنا.
نموذج تعليمي مركّز
ينتقل الصوت بسرعة 340 m/s في هواء ساكن بلا رياح، والمستمعون ثابتون. تسير سيارة الإسعاف في خط مستقيم بسرعة ثابتة ولا تتغير الصفارة أبدًا. في منظر الشارع يُرسم الصوت أبطأ بكثير من الواقع لتتمكن من رؤية القمم، لكن نسبة سرعة السيارة إلى سرعة الصوت محفوظة. يستخدم رسم جانب الطريق السرعة التي تقترب بها السيارة، من 2 s قبل مرورها إلى 2 s بعده، ويُهمل الزمن الذي يستغرقه الصوت ليصل. الإجابات ضمن 2% صحيحة.