3.5 多普勒效应

3.5 多普勒效应

定义：

多普勒效应是指当观察者相对于波源移动时，观察到的波的频率或波长发生变化的现象。它通常在声波中观察到，但也适用于电磁波，如光。

声音中的多普勒效应：

- **接近的波源：** 如果声音源向观察者移动，观察到的频率增加，波长减小。

- **远离的波源：** 如果声音源远离观察者，观察到的频率降低，波长增加。

观察到的频率 f' 的变化由以下公式给出：

f' = f(v ± vo)/(v ∓ vs)

其中：

- f 是波源的实际频率，

- v 是介质中的波速，

- vo 是观察者相对于介质的速度，

- vs 是波源相对于介质的速度，

- 符号取决于运动的方向（接近或远离）。

例题：

一辆车以500 Hz的频率鸣喇叭，同时接近一个静止的观察者。如果车速为20米每秒，且空气中的声速为340米每秒，观察者听到的频率是多少？

解答：

使用多普勒效应公式对于接近的波源：

f' = f(v + vo)/v = 500 Hz × (340 m/s + 20 m/s)/340 m/s ≈ 529 Hz

观察者听到的频率约为529 Hz。