为什么声音的频率一样但从远处听音调高于近处如火车鸣笛.

Question

为什么声音的频率一样但从远处听音调高于近处
如火车鸣笛.

Answer 1

因为声音有一种效应叫多普勒效应 .
声波的多普勒效应
在日常生活中,我们都会有这种经验：当一列鸣着汽笛的火车经过某多普勒效应3观察者时,他会发现火车汽笛的声调由高变低.为什么会发生这种现象呢?这是因为声调的高低是由声波振动频率的不同决定的,如果频率高,声调听起来就高；反之声调听起来就低.这种现象称为多普勒效应,它是用发现者克里斯蒂安·多普勒的名字命名的,多普勒是奥地利物理学家和数学家.他于1842年首先发现了这种效应.为了理解这一现象,就需要考察火车以恒定速度驶近时,汽笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长缩短,好像波被压缩了.因此,在一定时间间隔内传播的波数就增加了,这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因；相反,当火车驶向远方时,声波的波长变大,好像波被拉伸了.因此,声音听起来就显得低沉.定量分析得到f1=（u+v0）/（u-vs）f ,其中vs为波源相对于介质的速度,v0为观察者相对于介质的速度,f表示波源的固有频率,u表示波在静止介质中的传播速度.当观察者朝波源运动时,v0取正号；当观察者背离波源（即顺着波源）运动时,v0取负号.当波源朝观察者运动时vs前面取负号；前波源背离观察者运动时vs取正号.从上式易知,当观察者与声源相互靠近时,f1＞f ；当观察者与声源相互远离时.f1＜f 设声源S,观察者L分别以速度Vs,Vl在静止的介质中沿同一直线同向运动,声源发出声波在介质中的传播速度为V,且Vs小于V,Vl小于V.当声源不动时,声源发射频率为f,波长为X的声波,观察者接收到的声波的频率为：f'=(V-Vl)V/[(V-Vs)X]=(V-Vl)f/(V-Vs) 所以得 （1）当观察者和波源都不动时,Vs=0,Vl=0,由上式得f'=f （2）当观察者不动,声源接近观察者时,观察者接收到的频率为 F=Vf/(V-Vs) 显然此时频率大于原来的频率 由上面的式子可以得到多普勒效应的所有表现.