Question

以速度v=20m/s奔馳的火車，鳴笛聲頻率f=275Hz，已知常溫下空氣中的聲速v₀=340m/s．當火車駛來時，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率為多少？當火車駛去時，站在鐵道旁的觀察者聽到的頻率又是多少？

Answer 1

火車向觀察者駛來（火車接近觀察者）時，以觀察者為參考系（觀察者相對介質靜止），聲波的波長減小為：λ₁=

v0-v

f

這時觀察者接收到的笛聲的頻率為f₁=

v0

λ1

=

v0

v0-v

f=

340

340-20

×275=292Hz
火車駛去（火車遠離觀察者）時，以觀察者為參考系，聲波的波長增大為λ₁=

v0+v

f

這時觀察者接收到的笛聲的頻率為f₁=

v0

λ1

=

v0

v0+v

f=

340

340+20

×275=260Hz
答：當火車駛來時，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率為292Hz；
當火車駛去時，站在鐵道旁的觀察者聽到的頻率又是260Hz．