Перейти к содержимому инструмента
Мои инструменты

Геометрическая оптика и волны · AP Physics 1 Unit 8

Симулятор эффекта Доплера

Симулятор акустического и оптического эффекта Доплера: изменение частоты и красное смещение

  • В браузере
  • Без регистрации
  • Вывод формул
  • Режим проектора
  • Печатный лист A4
Локальный расчёт · Приватно
Интерактивная научная лаборатория Клиентские физические и математические вычисления в браузере без сбора персональных данных.
Окно 3D симуляции● 60 FPS
Пресеты и типичные ловушки:

Параметры эксперимента

m/s
Hz
m/s
m/s

Расчёты и показатели в реальном времени

Частота при сближении
--
Частота при удалении
--
Число Маха
--
Спектральная аналогия
--
Вывод формул в реальном времени
Основная формула: --
Подстановка значений: --
Физическое состояние: --

Разбор типовых задач и анализ экзаменационных ошибок

Worked Problem

Условие задачи: Police car at 34m/s approaches stationary pedestrian sounding 900Hz siren in 340m/s air. Find perceived frequencies approaching and receding.
Пошаговый вывод формул:
  1. Approaching: f = 900*340/(340-34) = 1000Hz. Receding: f = 900*340/(340+34) = 818.2Hz.

Worked Problem

Условие задачи: What does Hubble's observation of ubiquitous galactic spectral redshift prove?
Пошаговый вывод формул:
  1. Redshift lengthens perceived wavelengths, demonstrating galaxies are rapidly receding, proving the expansion of the universe.

Рабочий лист для урока и домашние задания

Q1. Variant 1: Does the source itself emit at a changed frequency? Why does the observer perceive a shift?
Q2. Variant 2: How does police Doppler radar gauge speeding vehicle velocities?
Q3. Variant 3: How is Doppler ultrasound used in clinical cardiovascular diagnosis?

Часто задаваемые вопросы и типичные заблуждения

Does the ambulance driver hear a Doppler pitch shift?
No! The driver and siren are mutually stationary (zero relative speed), so wavefront spacing remains normal inside the vehicle.
When does a ground observer hear a supersonic jet approaching overhead?
Silence until the aircraft has passed and the trailing Mach cone shockwave sweeps over the observer, producing an instantaneous sonic boom.
What motion directions do Doppler redshift and blueshift indicate in astronomy?
Blueshift (higher frequency, shorter wavelength) means approaching; redshift (lower frequency, longer wavelength) means receding.
How do Doppler weather radars forecast tornadoes and storms?
Radio waves bounce off raindrops and hail. Doppler shifts reveal internal cloud wind speeds and rotating vortices, giving advance tornado warnings.