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生活中我們常常會(huì)遇到這樣的現(xiàn)象：當(dāng)一輛救護(hù)車(chē)迎面向我們駛來(lái)的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)聽(tīng)到的聲音音調(diào)（頻率）較高；而當(dāng)救護(hù)車(chē)離去時(shí)聲音音調(diào)（頻率）較低。其實(shí)，我們很多小伙伴可能不知道，這個(gè)現(xiàn)象和醫(yī)院彩超是同屬于一個(gè)原理，那就是我們今天的主角“多普勒效應(yīng)”。 多普勒效應(yīng)（Doppler effect）是為紀(jì)念?yuàn)W地利物理學(xué)家及數(shù)學(xué)家克里斯琴·約翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了這一理論，主要內(nèi)容為物體發(fā)出的波長(zhǎng)（wavelength）因?yàn)椴ㄔ矗╯ource）和觀察者（observer）的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。 （Christian Johann Doppler）  除此之外，我們還可以利用多普勒效應(yīng)來(lái)測(cè)量波源的速度。 接著，物理董老師讓同學(xué)們帶著問(wèn)題與思考，進(jìn)行了二次實(shí)驗(yàn)。 通過(guò)視頻我們可以聽(tīng)到在音調(diào)最高的時(shí)候，測(cè)出頻率顯示為451Hz；在音調(diào)最低的時(shí)候，測(cè)出頻率顯示為430Hz。
 通過(guò)這次生動(dòng)的課堂實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們對(duì)于多普勒效應(yīng)有了更為深刻的了解?；貧w課堂之后，物理董老師也給同學(xué)們拋出了幾個(gè)小問(wèn)題： 假如當(dāng)老師騎小電驢的速度超過(guò)了音速，會(huì)發(fā)生什么？ 多普勒效應(yīng)的公式還能適用嗎？ 在給同學(xué)們充分的思考時(shí)間后，老師揭曉了答案：若小電驢的速度超過(guò)音速，會(huì)發(fā)生音爆（Sonic Boom），多普勒效應(yīng)的公式不再適用。音爆（Sonic Boom）是指在空氣中運(yùn)動(dòng)的物體速度超過(guò)音速時(shí)，產(chǎn)生沖擊波而伴隨產(chǎn)生的巨大響聲。音爆產(chǎn)生的聲音巨大，聽(tīng)起來(lái)像爆炸一樣，讓我們來(lái)看看超音速飛機(jī)產(chǎn)生音爆的視頻吧。
聲音在空氣中的傳播像水中投入石子產(chǎn)生的水波一樣，通過(guò)波的形式向外傳播，這就是聲波。
我們平時(shí)聽(tīng)見(jiàn)的聲音就是聲波傳入耳內(nèi)使鼓膜震動(dòng)而產(chǎn)生的。當(dāng)飛機(jī)在空中作超音速飛行時(shí)，在機(jī)頭或突出部分，也會(huì)像水中前進(jìn)的快艇一樣出現(xiàn)一種楔形或錐形波，這就是激波。
激波的厚度很小，經(jīng)過(guò)波后空氣的壓強(qiáng)、密度、溫度都突然升高，速度立即下降。當(dāng)這兩道激波波及到無(wú)論哪個(gè)空間和物體時(shí)，均會(huì)感到這種強(qiáng)烈的變化，反映到人的耳朵里，使耳鼓膜受到突然的空氣壓強(qiáng)變化，感覺(jué)像是兩聲雷鳴般的巨響。 在突破音障時(shí)伴隨的一個(gè)奇特現(xiàn)象便是“音爆云”，這是由于在激波面后方由于氣壓增加而壓縮周?chē)諝?，使水氣凝結(jié)形成微小的水珠，看上去就像云霧一般。這種云霧通常只能持續(xù)幾秒鐘，激波現(xiàn)身，轉(zhuǎn)瞬即逝。
來(lái)源：省泰中國(guó)際部 |
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