Question

以速度v=20m/s奔馳的火車，鳴笛聲頻率f=275Hz，已知常溫下空氣中的聲速v₀=340m/s．當(dāng)火車駛來時(shí)，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率為多少？當(dāng)火車駛?cè)�時(shí)，站在鐵道旁的觀察者聽到的頻率又是多少？

Answer 1

分析：當(dāng)聲源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接受到的頻率會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象是多普勒效應(yīng)；
聲音速度與波長(zhǎng)和頻率關(guān)系為：v=λf．

解答：解：火車向觀察者駛來（火車接近觀察者）時(shí)，以觀察者為參考系（觀察者相對(duì)介質(zhì)靜止），聲波的波長(zhǎng)減小為：λ₁=

v0-v

f

這時(shí)觀察者接收到的笛聲的頻率為f₁=

v0

λ1

=

v0

v0-v

f=

340

340-20

×275=292Hz
火車駛?cè)ィɑ疖囘h(yuǎn)離觀察者）時(shí)，以觀察者為參考系，聲波的波長(zhǎng)增大為λ₁=

v0+v

f

這時(shí)觀察者接收到的笛聲的頻率為f₁=

v0

λ1

=

v0

v0+v

f=

340

340+20

×275=260Hz
答：當(dāng)火車駛來時(shí)，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率為292Hz；
當(dāng)火車駛?cè)�時(shí)，站在鐵道旁的觀察者聽到的頻率又是260Hz．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原理，要能夠熟練運(yùn)用公式v=λf列式求解．