物理世界漫游指南(14)

多普勒效应

在学习声现象时,我给学生们补充过一个知识点:多普勒效应。

多普勒效应:物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高;在运动的波源后面时,会产生相反的效应,波长变得较长,频率变得较低;波源的速度越高,所产生的效应越大。

生活中有这样一个现象:

当一辆救护车迎面驶来的时候,听到声音很急促,而车在我们身边经过后离去时,听到的声音则很悠长。

为什么会这样呢?

这是多普勒效应在生活中的实例。我们知道,声音是由物体的振动产生的,振动产生的声波以一定速度传到人耳,引起人耳鼓膜产生同样的振动,我们因此听到了声音。鼓膜每秒钟振动得次数越多,频率越高,人就感到音调高,反之则感到音调很低。

当救护车向我们开来时,它会把空气中的声波压得更密,因此传播到人耳引起鼓膜振动的频率就会变高,我们听到的音调也就变高了;当救护车远离我们时,它会把空气中的声波拉开,因此传播到人耳引起鼓膜振动的频率就会变低,我们听到的音调也就变低了。

此外,多普勒效应在医学、交通、航空等领域也有着广泛的应用。

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