EJU 2008 年第 2 回 物理 第 12 题

考点
多普勒效应
领域
波动
难度
困难
标准答案
①

解析摘要

标准解析

两次传播方向分别列式

设火车速率为u、介质中声速为c。救护车停在前方后,声源静止,火车向声源接近,故

f′=fc+uc>f.f′=f\frac{c+u}{c}>f.

先前救护车在后方追赶,声音向前传播。声源向前运动使前方波长为 (c−V)/f(c-V)/f;火车也向前运动,每秒遇到波面的相对速率是c−u,听到

f1=fc−uc−V.f_1=f\frac{c-u}{c-V}.

由 f1=f′f_1=f′ 得 c(c−u)=(c+u)(c−V)c(c-u)=(c+u)(c-V),整理为

V=2cuc+u.V=\frac{2cu}{c+u}.

因c远大于u,V≈2u=60V\approx2u=60km/h。这里声速c始终指声音相对空气的传播速率;观察者运动改变相遇频率,声源运动改变波长。

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