「趣味知识小百科:我们身边的科学知识」汽笛声为什么驶来时比驶去时更响(多普勒效应的应用)

汽笛声为什么驶来时比驶去时更响

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当汽车鸣着喇叭从我们身边驶过远去的时候,让我们注意一下它的响声。比较一下驶来时的声音和驶去时的声音,你就会发现驶来时的声音高于驶去时的声音。为什么会这样呢?

声音的高低是由空气的振动频率决定的,振动频率(即波的长短)越大,声音越高。虽然是同样的声音,但在驶来时和驶去时,却有变化,这是因为发出响声的物体在运动。

发出响声的物体原地不动时,在哪里听到的都是一样高的声音。但是,发出响声的物体在向一个方向运动时,前进方向的前面和后面相比较,前进方向前面的声波短,相应的振动频率就大,因此,听起来在前面的声音就高,在后面就低。

这是在1842年由奥地利的物理学家多普勒先生揭示的现象,叫做多普勒效应。

身边的科学知识:多普勒效应的应用

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一、多普勒效应

1、现象:奥地利物理学家多普勒发现:当波源和观察者之间有相对运动时,观察者会感到频率发生变化.

2、多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。

3、多普勒效应的成因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。

二、多普勒效应的应用

1、声波的多普勒效应不只是用来“欣赏”火车笛声的变化,它也有许多重要应用。当一束超声波射到人体内两种组织的界面时将发生反射,当界面处于运动状态时(如心脏的跳动),反射回来的超声波频率将因多普勒效应而发生变化,由此可以探测人体内脏器官因病变而引起的运动异常状况。现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。

2、根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢,以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行 方向等。

3、红移现象:在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有“红衣现象”,所谓“红衣现象”,就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移,这种现象可以用多普勒效应加以解释:由于星系远离我们运动,接收到的星光的频率变小,谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度。这种现象,是证明宇宙在膨胀的一个有力证据。

小结:多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。

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