Doplerio efektas piešiniuose. Šie bandymai yra tik gyvi” paveikslėliai, iliustruojantys Doplerio efektą. Šiais modeliais padaryti bandymai yra sąlygiški, kaip ir schema bei piešiniai, vaizduojantys bangų procesus. Tik pamatysite ne nejudantį vaizdą piešinių ir brėžinių pavidalu, o jūsų akyse kintančius vaizdus.
Bus du modeliai. Vienas labai paprastas, jame ,,bangos” tik glausis, o tuo pačiu jų dažnis didės. Antrasis, sudėtingesnis modelis leis mums stebėti, kaip vyksta ir ,,bangų” spaudimasis, ir jų ilgėjimas.
Pirmajam bandymui paimkite 20×25 centimetrų dydžio standaus piešimo popieriaus gabaliuką ir jame juodu tušu nubraižykite maždaug 15 centimetrų ilgio ir 0,5 centimetro pločio juosteles. Tarpą tarp juostelių palikite tokio paties pločio -0,5 centimetro. Atstumas, kurį užima juoda ir balta juostelės, reikš bangos ilgi, vieną pilną virpesį.
Kito popieriaus gabalėlio (gali būti šiek tiek mažesnis) viduryje išpjaukite 1,5×3,8 centimetro vertikalų langelį. Į kairiąją ranką paimkite lapelį su ,,bangomis”, o į dešiniąją lapelį su langeliu. Pro langelį žiūrėkite į vertikaliai išsidėsčiusias ,,bangas” ir pradėkite greitai judinti popieriukus vieną prieš kitą. Abiejų rankų judesiai turi būti labai greiti. Tada langelyje pamatysite, kad mūsų ,,bangos” susiaurėjo.
Bandymą reikia daryti taip, kad virš lapelio su langeliu matytųsi niekieno neužstotos juodos juostelės. Jos bus lyginimo etalonas, ir pamatysite ,,bangų” dydžio virš lapelio ir langelyje skirtumą.
Šį bandymą galima padaryti dar paprasčiau. Ar prisimenate, kad, kalbėdami apie dažnį, naudojomės šukomis? Paimkite šukas ir popieriaus lapelį su langeliu ir, laikydami šukas horizontaliai kairėje Greitai! rankoje, o lapelį dešinėje, juos taip pat judinkite, tik nelabai greitai. Šį bandymą geriau daryti šviesiame fone.
Stebėti reikia tą šukų pusę, kur dantys stambesni ir tarpai didesni. Šukoms ir langeliui judant vienas prieš kitą, langelyje pamatysite, kad dantys ir tarpeliai susiaurėjo ir pasidarė maždaug tokie, kokie yra toje šukų pusėje, kur dantys smulkesni.
O dabar padarykite tokį bandymą. Popieriaus lape nupieškite vienodame aukštyje 8 milimetrų atstumu vieną nuo kito kelis tamsius dviejų centimetrų skersmens juodus skrituliukus. Lapelį su skrituliukais paimkite į kairiąją ranką, o lapelį su langeliu į dešiniąją ir pradėkite greitai judinti lapelius vieną prieš kitą, kaip darėte ir anksčiau.
Šmėkščiojančiame langelyje pamatysite, kad juodi skrituliukai susiaurėjo, pavirto elipsėmis, o atstumai tarp skrituliukų, dabar tapusių elipsėmis, taip pat susiaurėjo. Pilnesnį šio bandymo variantą galima padaryti elektriniu grotuvu arba spyruokliniu patefonu. Disko sukimosi greitis turi būti maksimalus, tai yra 78 apsisukimai per minutę.
Iš kartono išpjaukite grotuvo disko dydžio skritulį. Jeigu kartonas ne baltas, ant jo užklijuokite baltą popierių. Padalykite skritulį į 12 dalių ir prie krašto palikę 1,5 centimetro, skriestuvu nubraižykite 2,2-2,5 centimetro skersmens 12 skrituliukų. Skrituliukus nudažykite juodais dažais. Kartoninio skritulio centre pradurkite skylę ir uždėkite jį ant grotuvo disko.
Kitame tokiame pačiame kartoniniame diske 1,5 centimetro nuo krašto vienodais atstumais vieną nuo kitos prapjaukite 6 angas, turinčias trapecijos formą: platusis pagrindas – 2,2 centimetro, siaurasis – 1,5 centimetro, aukštis – 2,2 centimetro.
Disko centre pradurkite nedidelę skylutę. Ant ilgo vinies užmaukite kartoninį skritulį, o paskui diską su išpjovomis. Laikant vinį vertikaliai galvute žemyn, pirštais pasuktas kartoninis diskas turi lengvai suktis.
Pradėkite bandymą. Paleiskite grotuvo diską su ant jo vietoj plokštelės uždėtu kartoniniu skrituliu su nupieštais juodais skrituliukais. Diską su išpjovomis laikykite virš besisukančio skritulio ir, jį ranka pasukę į priešingą pusę, pro šmėkščiojančias išpjovas stebėkite, kas dedasi ant grotuvo disko.
Nupiešti juodi skrituliukai pusiaujyje pasidarė siauresni. Jie susiplojo ir pavirto juodomis elipsėmis. Keisdami kartoninio disko sukimosi ant vinies greitį, galite pasiekti, kad vaizdas būtų labai ryškus, pastovus. Čia buvo imituojamas stebėtojo judėjimas priešais garsą.
,,Bangos” pasidarė trumpesnės, dažnis padidėjo. O dabar pažiūrėkite, kas atsitiks ,,bangoms” (mūsų bandyme jas atstoja juodi skrituliukai), jeigu stebėtojas nuo jų atsilieka. ,,Bangos” pailgės, tai yra juodi skrituliukai išsipūs per pusiaują, pavirs elipsėmis, gulinčiomis ,,ant šono”. Tuo lengva įsitikinti, jeigu kartoninį skritulį ant vinies suksite į tą pačią pusę, į kurią sukasi ir grotuvo diskas.
Esant tam tikram skritulio, kurį laikote ant vinies, sukimosi greičiui, o jis turi būti šiek tiek mažesnis už grotuvo disko greitį, jūs aiškiai pamatysite, kaip mūsų bangos” pailgėjo pusiaujyje.
Kad būtų geriau stebėti juodų skrituliukų transformavimąsi, reikia labai gerai apšviesti besisukantį grotuvo diską. Kartoninį diską ant vinies nebūtina laikyti lygiagrečiai su grotuvo disku, jis gali būti šiek tiek pakrypęs.
Šaltinis – doplerio efektas