EJU 2006 年第 1 回 物理 第 13 题

考点
声的性质与传播、波长、频率与波速
领域
波动
难度
简单
标准答案
⑤

解析摘要

标准解析

频率由声源决定,波长随介质改变

声波的频率表示每秒完成多少次振动。对同一声源,在题目的静止传播情形下,介质中的振动周期由声源持续驱动,换介质不会自行产生另一个频率。因此空气和水中的频率相同。

传播速率由介质的力学性质决定。普通水中的声速大于空气中的声速;再用v=fλv=f\lambda,在f保持不变时,波长与声速成正比,所以水中的波长更长。

这两个判断应分别作出:先依据同一声源确定频率不变,再依据两介质声速的大小比较波长。不能把“传播更快”解释成“振动更快”。前者是波形在空间中前进的距离与时间关系,后者是介质某点或声源振动的次数与时间关系。题目只要求定性比较,不需要假定一个精确的水温或查具体声速数值,也不涉及观察者与声源相对运动引起的频率变化。

若比较的是同一个频率成分,传播过程中出现反射或振幅减弱也不自动改变这个频率。响度与振幅相关,声调与频率相关,波长则还要结合介质中的波速。把三种量区分开,才能解释为什么声音在水中波长变长,却不因此变成更低或更高的声调。

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