20215s.2.2

Tutaj ma miejsce efekt Dopplera - obserwator rejestrować może różną częstotliwość fali dźwiękowej, która do niego dociera, w zależności od prędkości źródła (głośnika) względem tego obserwatora. Zgodnie z efektem Dopplera i wzorami, które w jego przypadku wprowadzaliśmy sobie na zajęciach (zaj. nr 18), z im większą prędkością źródło zbliża się do obserwatora, tym większą częstotliwość fali rejestruje obserwator (i jest ona większa niż częstotliwość fali emitowana ze źródła). Z im większą prędkością źródło oddala się od obserwatora, tym mniejszą częstotliwość fali rejestruje obserwator (i jest ona mniejsza niż częstotliwość fali emitowana ze źródła). Jeśli natomiast w kierunku (czyli na linii) źródło-obserwator prędkość ta jest zerowa (a tak jest w położeniu nr 3), to obserwator rejestruje częstotliwość fali dokładnie taką, jaka została wyemitowana ze źródła.

Dlatego położenie nr 1 to maksymalna rejestrowana przez obserwatora częstotliwość (źródło zbliża się wtedy do niego z największą prędkością), stąd odpowiada mu punkt D na wykresie. Analogicznie położenie nr 2 to najmniejsza możliwa częstotliwość, a zatem punkt B lub F. Położenie nr 3 to to, w którym obserwator rejestruje częstotliwość równą dokładnie tej wyemitowanej ze źródła, więc jest to punkt A, C lub E.

Czy najwieksza/najmniejsza prędkość wynika z zrzutowania tego wektora "w stronę" obserwatora? bo chyba z tym mam największy problem, jeszcze to 1 położenie rozumiem ale cieżko mi wyobrazic sobie taki wektor w położeniu 2 i 3, czy w ogóle w tych położeniach da się go narysować?

Tak, chodzi o jego składową w kierunku łączącym go z obserwatorem, czyli właśnie taki zrzutowanie. Przyjmując natomiast zgodnie z treścią, że obserwator znajduje się w dużej odległości od źródła (możemy zatem przyjąć, że odległość między nimi jest znacznie większa niż promień okręgu, po którym porusza się źródło), ta linia łącząca źródło i obserwatora w każdym położeniu źródła jest w dobrym przybliżeniu po prostu linią poziomą. Więc w każdym położeniu źródła tym rzutem wektora jego prędkości na tę linię jest po prostu pozioma składowa tej prędkości. Więc w położeniu nr 1 i nr 2, tymi rzutami są po prostu te wektory, dokładnie tak jak zostały one zaznaczone na rysunku, bo one już same leżą od początku na kierunku poziomym. Czyli wektora nr 2 nawet nie trzeba rzutować - to będzie wektor o takim kierunku i takiej długości jak wektor nr 1, ale przeciwnie zwrócony. To dlatego w położeniu nr 2 obserwator rejestruje najniższą częstotliwość - bo wtedy źródło "chwilowo" oddala się od niego z największą możliwą prędkością. Z kolei w położeniu nr 3 wektor prędkości źródła jest całkowicie pionowy - a zatem jego składowa pozioma jest zerowa (to jest ten rzut, którego szukamy). Więc tutaj źródło chwilowo nie porusza się względem obserwatora wzdłuż łączącej ich linii, stąd obserwator rejestruje wtedy częstotliwość dokładnie taką jaka została wyemitowana ze źródła (600 Hz).