為什么呼嘯而過的汽車喇叭聲會先尖后緩

不知同學們是否注意過這樣的現象，當一輛汽車靜止時按響喇叭，喇叭聲是不變的，但是當汽車響著喇叭從你身邊疾駛而過時，喇叭的聲音就會先是很尖，當從身邊經過后又突然變緩，“鳴”的一聲急馳而過。

多普勒發現多普勒效應

1842年，奧地利物理學家、數學家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步，他們正路過鐵路交叉處時，恰逢一列火車從他身旁馳過，他發現火年從遠而近時汽笛聲變響，音淵變尖：而火車從近而遠時汽笛聲變弱，音調變低。

這種變化是什么原因引起的呢?這一下子激起了多普勒的極大興趣，他經過認真研究，發現當波源和觀察者互相靠近或者互相遠離時，觀察者觀察到的波的頻率都會發生變化，多普勒解出了速度與音高的數學關系，并通過實驗成功地驗證了這個關系，他找來一些吹號手坐在平板車上，用火車頭拖著平板車以不同的速度運行，平板車上的吹號手吹出各種音調，在地面上，讓具有絕對音高感的音樂家記錄火車經過時的聲音變化，人們將這種音高變化稱為多普勒效應，也有其他人利用聲波做過類似的實驗，他們讓一些樂手在火車上奏出樂音，請另一些樂手在月臺上寫下火車逐漸接近和離開時聽到的音高，實驗結果支持多普勒效應的存在。

多普勒效應的模擬實驗

關于多普勒效應的原理，我們可以做一個模擬實驗來說明，讓一隊人保持相同的間距以同樣的速度沿一平直公路前進，第一種情況，讓觀察者站在路邊不動，可能每秒有9人從他旁邊通過，我們可以認為此時的“過人頻率”是9人／秒：第二種情況，讓觀察者逆著隊伍行進，發現每秒和觀察者相遇的人數增加，也就是頻率增加；第三種情況，讓觀察者順著隊伍行進，發現每秒和觀察者相遇的人數減少，也就是頻率降低，如果隊伍行進的速度改變，頻率的變化也隨之不同。

平常我們研究的聲源。也就是發聲體，一般都是靜止不動的，一旦聲源開始移動，情況就有了變化，理論證明，聲波在介質中的傳播速度僅與介質的性質有關，與波源是否運動無關，所以空氣中的聲速可認為是不變的，如果聲源朝向我們運動，而聲源所發出的聲波的波前以聲速向前傳播，而這列波的波尾則隨波源向前移動，與波源靜止相比較。同樣的一列波，波源向前運動時，波前與波尾間的距離變短了，即波被壓縮了，波長變短，則接收者感到波的頻率變大，聲音的音調變高，如果波源靜止，接收者朝向波源運動，則接收者接收一列波所用的時間變短，對接收者而言，相當于波的周期變短了，故接收者感覺音調升高，其他情況同學們可按照上述方法自己推理。

我們已經學習了聲學知識，知道了音調的高低是由聲音的頻率決定的，頻率高音調就高，反之音調就低，當汽車朝我們迎面而來時，我們接收到的聲波波長變短，聲波的頻率升高，我們聽到的喇叭聲變尖，當汽車離我們遠去時，我們接收到的聲波波長變長，聲波的頻率降低，這樣我們就可以解釋呼嘯而過的汽車喇叭聲音先尖后緩的原因了。