火车长鸣与炮弹啸叫
小明在乘火车旅行的途中,发现当两列火车错车时,面对火车的鸣笛声发生了明显的变化,即当两列车由接近到远离时,笛声先升高后变低。小明感到奇怪,开始还以为这是自己的错觉,经过多次观察后,证明的确是事实。小明想不通,就去问老师。
老师听了后,非常高兴,并赞扬地说:“小明呀!你也发现了这个物理规律。历史上第一个发现这一规律的人叫多普勒,所以把这个规律叫做多普勒效应。”多普勒效应的内容:当声源向着观察者运动时,观察者接收到的频率比声源的频率大,即音调升高;当声源远离观察者运动时,观察者接收到的频率比声源的频率小,即音调降低。
小明问:“这是为什么呢?”
老师说:“人耳听到的音调高低是由耳膜的振动频率决定的。耳膜的振动又是由于空气的疏密变化引起的。空气的疏密变化又是由声源引起的,并以一定的速度由空气传播出去,这就形成了声波。当观察者和声源相对静止时,耳膜的振动频率等于由声波送到人耳的声源的振动频率,所以音调没有变化;当观察者和声源相互接近时,耳膜接收到的频率高于声源的频率,所以音调增高;当观察者和声源相互远离时,耳膜接收到的频率低于声源的频率,所以听到的音调就降低了。”
小明又问:“在看战斗故事片时,有时听到炮弹啸叫,战士们若无其事;有时听到炮弹啸叫,战士们刚一卧倒,炮弹就在附近爆炸了。这是否和多普勒效应有关呢?”
老师说:“你说得对,有经验的战士正是根据飞行的炮弹啸叫音调的变化和声音强弱的变化,来判断炮弹飞行的方向和远近的。”
2013年5月6日星期一
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