آموزش فیزیک در فیزیک یار(گروه آموزشی کیان دانش)
آموزش رایگان برای همه
درباره وبلاگ


در این سایت ، فیلم ، انیمیشن، نمونه سئوال امتحانی به منظور کمک به یادگیری مفهومی این درس قرار داده خواهد شد.امید است این سایت زمینه علاقمندی دانش آموزان به این علم را فراهم سازد.
مدرس حسن حبیبی مدرس ریاضی و فیزیک شهر زنجان
09125423467
تلگرام fizikyar2@
کیان دانشkiyandanesh@
habibieducation@gmail.com

مدیر وبلاگ :
جمعه 25 بهمن 1392 :: نویسنده :
در هوانوردی، دیوار صوتی(به انگلیسی: sound barrier) نقطه‌ای است که متحرک اگر بخواهد به مافوق صوت برسد باید از آن عبور کند. و اولین بار در دهه ۱۹۵۰ دیوارهای صوتی شکسته شدند.  شکسته‌شدن دیوار صوتی همراه با صدایی بلند است.


[http://www.aparat.com/v/jDAfn]


تغییر ناگهانی صدای بوق ماشین یا صدای آهنگی که از ماشین در حال عبور (به عنوان منبع) از کنار شما (ناظر) به گوش می رسد، توسط کریستین دوپلر در سال 1842 مطرح شد. اثر دوپلر عبارت است از:

جابه جایی و شیفت در فرکانس و طول موج امواجی که از منبع متحرک نسبت به محیط، سرچشمه می گیرند.

فرکانس دریافتی (´f) توسط رابطه زیر به فرکانس واقعی منبع مربوط می شود؛ سرعت منبع (vs)، سرعت ناظر (vo) و سرعت موج (v) در محیط با رابطه زیر داده می شود:

اثر دوپلر و دیوار صوتی

انتخاب علامت (+) یا (-) طبق قرارداد به این صورت است که اگر منبع و ناظر به سمت هم حرکت کنند، فرکانس دریافتی(´f) بزرگ تر از فرکانس واقعی (f0) است و اگر منبع و ناظر از هم دور شوند، فرکانس دریافتی (´f) از فرکانس واقعی (f0) کوچک تر خواهد بود.

اگرچه این رابطه ابتدا برای امواج صوتی به کاربرده شد؛ اما برای تمام امواج از جمله نور (و دیگر امواج الکترومغناطیسی) صادق است. اثر دوپلر برای نور معمولا بر اساس تغییر رنگ ها نسبت به فرکانس توصیف می شود. به عنوان مثال، شیفت قرمز  نور برای کهکشان های دور دست ثابت می کند که جهان در حال انبساط است.

 

منبع صوتی ساکن:

تصویر متحرک زیر، منبع صوتی ساکنی را نشان می دهد. امواج صوتی با فرکانس ثابت f0 تولید می شوند و جبهه های موج به طور متقارن در اطراف منبع با سرعت ثابت v انتشار می یابند که همان سرعت صوت در محیط است. فاصله بین جبهه های موج، طول موج است و تمام ناظرها فرکانس یکسانی را خواهند شنید که با فرکانس واقعی منبع، یکی است.

اثر دوپلر و دیوار صوتی

برای نشان دادن این که چگونه امواج دایره ای می توانند تولید شوند (بر حسب حرکت موجی و ذره ای) این جا را ببینید.

 

منبع متحرک با صوتV > منبعV (عدد ماخ 0.7):

در تصویر متحرک زیر، همان منبع صوتی، امواج صوتی را با فرکانس ثابت در همان محیط منتشر می کند؛ با این فرق که اکنون با سرعت vs = 0.7 v  (عدد ماخ 0.7) به سمت راست حرکت می کند.

اثر دوپلر و دیوار صوتی

جبهه های موج با همان فرکانس قبل تولید می شوند. با این وجود، زمانی که منبع حرکت می کند، مرکز هر جبهه موج جدید اندکی به سمت راست حرکت می کند. در نتیجه، جبهه های موج در سمت راست (در جلوی منبع صوت) به هم فشرده می شوند و در سمت چپ (پشت منبع صوت) از هم دور می شوند. ناظر در جلوی منبع، فرکانس بالاتر f ´ > f0  و پشت منبع،فرکانس پایین تر f ´< f0 را می شنود.

اثر دوپلر و دیوار صوتی

منبع متحرک با سرعت صوتV = منبعV (عدد ماخ 1، شکستن سد صوتی):

حال منبع صوتی با سرعت صوت حرکت می کند. سرعت صوت در هوا و در سطح دریا حدود 340 m/s یا حدود 750  مایل در هر ساعت است. اکنون جبهه های موج همگی در جلوی منبع در همان نقطه جمع می شوند. در نتیجه، تا وقتی که منبع نرسیده است، برای ناظر در جلوی منبع، چیزی آشکار نخواهد بود. جبهه فشار به دلیل جمع شدن تمام جبهه های موج کاملا شدید خواهد بود (یک موج ضربه ای)، و هنگامی که دیواره فشار  عبور می کند، به صورت زیر و بم دریافت نخواهد شد، بلکه به صورت "گرومپ" مانندی شنیده خواهد شد.

اثر دوپلر و دیوار صوتی

شکل بالا گلوله ای را نشان می دهد که با M=1.01 حرکت می کند. می توانید جبهه موج ضربه ای را در  جلوی نقطه ببینید.

 
 
 
 
اثر دوپلر و دیوار صوتی
اثر دوپلر و دیوار صوتی

        خلبان های جتی که در M=1 حرکت می کنند، گزارش می کنند که "دیوار" یا "سد" محسوسی وجود دارد که بایستی قبل از رسیدن به سرعت های مافوق صوت سوراخ شوند. این "دیوار" به دلیل شدت جبهه فشار است و پرواز کردن در این جبهه فشار، یک سواری آشفته و جهنده ای تولید خواهد کرد.

 

 

چاک ایگر اولین کسی بود که هنگام پرواز سریع تر از سرعت صوت در 14 اکتبر 1974 با هواپیمای موشکی X-1 دیوار صوتی را شکست.

 

منبع متحرک با صوتV  < منبعV(عدد ماخ 1.4 – مافوق صوت):

اکنون منبع صوت از سد سرعت صوتی عبور کرده است و با سرعت 1.4 برابر سرعت صوت (عدد ماخ 1.4) در حال حرکت است. از آن جایی که منبع با سرعت بیش تر از امواج صوتی که ایجاد می کند، حرکت می کند، واقعا از جبهه موج خود سبقت می گیرد. قبل از این که ناظر صدایی تولید شده توسط منبع را بشنود، منبع صوت از کنار ناظر ساکن رد می شود.

اثر دوپلر و دیوار صوتی

به تشکیل مخروط ماخ در این شکل دقت کنید؛ زاویه این مخروط به سرعت منبع نسبت به سرعت صوت بستگی دارد. این جبهه فشار قوی در مخروط ماخ است که باعث موج ضربه ای موسوم به "صدای شکستن دیوار صوتی" هنگام گذشتن هواپیما از بالای سر ناظر می شود. موج ضربه با سرعت صوتی v پیش روی می کند و چون از ترکیب تمام جاثر دوپلر و دیوار صوتیبهه موج ها، تشکیل یافته است، صدای شنیده شده توسط ناظر، کاملا زیاد خواهد بود. یک هواپیمای مافوق صوت معمولا دو صدای شکست دیوار صوتی تولید می کند؛ یکی از دماغه هواپیما و دیگری از دم آن؛ که به صدای بلند دوگانه منجر می شود.

 شکل روبرو، گلوله ای را با عدد ماخ 2.45  نشان می دهد. مخروط ماخ و جبهه موج

 ضربه کاملا محسوسند.

 

 

جبهه موج ایجاد شده توسط T-38 تالون، یک توربو جت دو موتوره با قابلیت پرواز در ارتفاع بالا و مافوق صوت

 

 

اثر دوپلر و دیوار صوتی

شکست دیوار صوتی توسط گروه TRUST-SSC ؛ رکورد سرعت فرود و دیوار صوتی روی زمین توسط این گروه شکسته شد.
اثر دوپلر و دیوار صوتی


مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه و تنظیم: خدیجه آلچالانلو





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
چهارشنبه 2 مرداد 1398 06:44 ق.ظ
Quality posts is the main to attract the users to pay a visit
the site, that's what this web site is providing.
چهارشنبه 2 مرداد 1398 05:19 ق.ظ
Hello mates, pleasant post and pleasant urging commented at this place,
I am in fact enjoying by these. pof natalielise
جمعه 28 تیر 1398 09:20 ق.ظ
We are a bunch of volunteers and starting a brand new scheme
in our community. Your website offered us with helpful information to
work on. You've performed an impressive task and
our entire neighborhood will likely be thankful to you.
چهارشنبه 26 تیر 1398 11:39 ق.ظ
you are really a good webmaster. The web site loading speed is amazing.
It sort of feels that you are doing any distinctive trick.
Furthermore, The contents are masterwork. you've done a fantastic activity on this matter!
سه شنبه 11 تیر 1398 09:09 ق.ظ
Hey There. I found your blog using msn. This is an extremely well written article.
I will be sure to bookmark it and return to
read more of your useful information. Thanks for the post.
I will certainly comeback.
canadian pharmaceuticals online Viagra
شنبه 8 تیر 1398 02:22 ب.ظ
Thank you for the good writeup. It if truth be told was once
a amusement account it. Glance complex to more delivered agreeable from you!
However, how could we keep up a correspondence?

comprando viagra comprando viagra
پنجشنبه 23 خرداد 1398 11:30 ب.ظ
Today, I went to the beach with my children. I found a sea shell and gave it to my 4 year old daughter and said "You can hear the ocean if you put this to your ear."
She put the shell to her ear and screamed. There was a hermit crab inside and it pinched her ear.
She never wants to go back! LoL I know this is entirely off topic but I had
to tell someone!
چهارشنبه 22 خرداد 1398 08:17 ب.ظ

Nice blog! Is your theme custom made or did you download it from somewhere? A theme like yours with a few simple tweeks would really make my blog jump out. Please let me know where you got your theme. With thanks
دوشنبه 13 خرداد 1398 06:21 ق.ظ
I don't even understand how I stopped up here, but I assumed this post
was once good. I don't understand who you're but definitely you're going to a
well-known blogger should you are not already. Cheers!
یکشنبه 12 خرداد 1398 11:36 ق.ظ
Hello would you mind sharing which blog platform you're using?
I'm going to start my own blog soon but I'm having a tough time deciding between BlogEngine/Wordpress/B2evolution and Drupal.
The reason I ask is because your design seems different then most blogs
and I'm looking for something completely unique.
P.S My apologies for getting off-topic but I had to ask!
شنبه 11 خرداد 1398 06:08 ق.ظ
Excellent goods from you, man. I have understand your stuff previous to and you're just
extremely fantastic. I really like what you have acquired here, really like what you are saying and the way in which you say
it. You make it entertaining and you still care for to keep it
sensible. I can not wait to read much more
from you. This is really a wonderful site.
جمعه 10 خرداد 1398 05:27 ب.ظ
Article writing is also a excitement, if you be acquainted with afterward you can write
if not it is complicated to write.
سه شنبه 7 خرداد 1398 07:58 ب.ظ
Link exchange is nothing else however it is just placing the other person's web site link on your
page at appropriate place and other person will also do same in favor
of you.
دوشنبه 30 آذر 1394 03:54 ب.ظ
سلام می خواستم ببینم آیا می شه سیستمی رو طراحی کرد که موج صدا بتونیم رو هوا مشاهده کنیم (روی اسیلسکوپ نه منظورم رو هوا دیدنه)
و دوم اینکه آیا می شه سیستمی رو ساخت که جلوی موج صدا رو گرفت مثلا پنجره ها رو باز بذاریم و صدای ماشین ها و موتور و .. از بیرون به داخل نیاد
یکشنبه 28 دی 1393 02:58 ب.ظ
سلام
انشا الله خود خدا یه جاهایی براتون جبران که که باورتون نشه
خدا پشت و پناهتون
حسن حبیبی
با تشکر از لطفتان. موفق باشید.
جمعه 24 مرداد 1393 02:29 ق.ظ
سلام... نمیدونم چطور تشکر کنم" من رشته انسانی هستم و میخوام امسال کنکور تجربی شرکت کنم.. خدارو شکر میکنم که من رو با شما آشنا کرد" ومن با فیزیک آشتی کردم.. فقط کاش میشد یکنفر هم به خوبی شما ریاضی تجربی رو آموزش میداد.. بههر حال دعا گویتان هستم..
حسن حبیبی
با تشکر از محبت شما. امیدوارم در کنکور موفق باشید.
سه شنبه 29 بهمن 1392 01:50 ق.ظ
سلام علیکم
خسته نباشین من از آموزش های شما در آپارات استفاده کردم واقعا عالی بودن نواسنتم هم استفاده کنم و هم
قدر دانی نکرده باشم! واقعا دستتون درد نکنه بدون هیج چشم داشتی رایگان این خدمت را به دانش آموزان ایران زمین میدهید. امیدوارم در آینده لطف شما را فراموش نکنم.
باتشکر فراوان
حسن حبیبی
ممنون از اظهار لطف و محبتتان. قدر شناسی شما ما را در ادامه حدمت رسانی دلگرمتر می کند. با تشکر.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


نمایش نظرات 31 تا 47
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
 
 
 
ساخت وبلاگ در میهن بلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | اخبار کامپیوتر، فناوری اطلاعات و سلامتی مجله علم و فن | ساخت وبلاگ صوتی صدالاگ | سوال و جواب و پاسخ | رسانه فروردین، تبلیغات اینترنتی، رپرتاژ، بنر، سئو