波与声音
多普勒——声源靠近
按播放——增大朝向观察者的 v_s；f′ 高于 440 Hz。
多普勒——声源靠近——交互式波与声音模拟。按播放——增大朝向观察者的 v_s；f′ 高于 440 Hz。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
多普勒效应
运动的声源在其前方压缩波前，使观测频率升高。
当声源朝静止观察者运动时，每一道波峰从更近的位置发出，到达频率高于发射频率。
- 多普勒效应 f′ = f · c/(c − v_s)
- 靠近 → f′ 升高
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
声源向静止的听者移动，同时发出稳定的音调。听者听到的音调是否高于、低于或与声源真实频率相同？
预测权重
- 听众听到的音调高于声源的真实频率。
- 听者听到完全相同的音调。
- 听者听到较低的音调。
可变角色
您设置的内容：
- 源频率 f (Hz)
- 源速度 v_s (m/s)
您测量的内容：
- 观测频率 f′ (Hz)
调查如何进行
- 打开「多普勒效应：接近听众的声源（doppler-approach）」预设并按重置。源在 20°C 空气中发射 440 Hz；听者是静止的。
- 启用观测者位置的观测频率读数。
- 设置每次试验的源接近速度并记录观察到的频率。
控制方程
多普勒效应（移动源） — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
向静止听众移动的声源会压缩其前方的波前，从而提高听众听到的频率：f′ = f·c/(c − v_s)。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，对于 20°C 空气，使用 c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s 计算 f′ = f·c/(c − v_s)。与表比较。
- 解释为什么 f′ 随着 v_s 的增长而不断增加，以及如果 v_s 达到声速 c，公式（和声音）会发生什么。
这在实验室之外的地方表现出来
- 救护车的警笛声在接近时听起来音调更高，而在经过并远离时音调会突然降低。请利用多普勒公式的正负号约定来解释这种音调下降。
- 这个实验只涵盖了一个接近的源。如果源移走，您会期望分母中的 (c − v_s) 变为 (c + v_s) 吗？解释一下这对 f′ 有何影响。
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.5 Doppler effect
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 欢迎学习「多普勒——声源靠近」
- 选中观察者
- 按播放
- 音调升高
- 打开检查器
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。