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張慧貞/共發表12篇文章

國立彰化師範大學物理學系物理教育組 教授

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『觀念物理』杜卜勒效應

  撰文者:張慧貞  2017-05-25
  點閱次數:1786


歐依~歐依~救護車就在附近,我的車需要讓路嗎?多虧「杜卜勒效應」,我們可透過警笛音調的高低,快速判斷救護車正在接近或遠離我們。但是,「杜卜勒效應」所包含的概念,可能不僅透過經驗就能掌握。透過以下10題,讓我們一探究竟。


小試身手

第1~4題:火車正在靠近一座山坡,並發出汽笛聲 (如圖1),若汽笛原來靜止時發出的聲音波長、頻率、波速,分別為。山上所觀察到的聲波,為。另外,汽笛聲撞到山壁再傳回火車的回音為

 

                                                                             圖1: 火車靠近山坡


1.     試比較兩種波長的大小關係                                                        

(A)       (B)  (C)

2.  承上題,試比較之大小關係    

   (A)   (B)   (C)

3. 承上題,試比較之大小關係    
   (A)     (B)    (C)

 

4. 承上題,若火車維持等速公尺/秒前進,且當時音速為340公尺/秒,則火車上的人聽到回聲的音速為多少(公尺/秒)?

   (A) 280  (B) 310   (C) 340   (D) 370  (E) 400

5. 當聲源逐漸靠近靜止之聽者時,聽者所聽得聲波之
   (A)音速變快,波長變短  (B)音速不變,波長變短
   (C)音速變快,波長不變  (D)音速不變,波長不變

6. 當觀察者逐漸向靜止波源靠近時,則觀察到的波速與波長,將會如何?  (A)波速增加、波速減小  (B)波速增加、波長不變
   (C)波速不變、波長減小  (D)音速不變,波長不變

7. 某人靜坐在靜止聲源之東邊,若風從西邊往東吹 (如圖2),則此人所測得之聲波,會如何變化?

 

 

 

 

 

 

(A)音速變快,波長變長,頻率不變
(B)音速不變,波長變長,頻率變大

(C)音速變快,波長不變,頻率變大

       (D)音速不變,波長變短,頻率變大

        (E)音速不變,波長不變,頻率不變

8. 如圖3所示,聲源與Amy皆以10 m/s向右前進,則Amy聽到的聲音音速,與兩者皆靜止時相比較,應如何變化?
(A) 變快  (B) 變慢  (C)不變

 

 

 

 

 

 

9. 承上題,Amy接收到的聲音波長,與兩者皆靜止時相比,應如何變化?
   (A) 變大   (B) 變小   (C)不變

10. 我們聽到的音調高低,取決於聲波的頻率、波長、或兩者皆可? (A) 只有頻率  (B) 只有波長  (C) 兩者皆可


學習單下載:http://psroc.org.tw/Bimonth/images/uploafiles/files/(學習單)杜卜勒效應.pdf
剖析與詳解:http://psroc.org.tw/Bimonth/images/uploafiles/files/Doppler.pdf

 



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