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初中物理教师的博客

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火车长鸣与炮弹啸叫  

来自惊鸿岂止一现   2013-02-21 07:25:38|  分类: 物理与生活 |举报 |字号 订阅

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火车长鸣与炮弹啸叫



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火车长鸣与炮弹啸叫



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,对面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,笛声光升高后变低。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”。多普勒效应的内容是:“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增大,即音调增高;当声源远离观察者而去时,观察者接收到的频率比声源的频率减小,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。当声源和观察者相互接近时,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,耳膜接收到的频率减低,所以听到的声调就降低了。

  小明又问,在看战斗故事片时,有时听到炮声啸叫,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,这里是否和多普勒效应有关呢?

  老师说,你说的对,有经验的战士正是根据飞行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。


 

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