奇妙的口哨声

2017-12-27 10:10重庆市高新区第一实验小学 骆星舟 冯兰妮 余晨 石普臻
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   一个周末,我们进行了一次骑自行车比赛,由我当发令员。“嘘”,我吹响了口哨,小伙伴们像箭一样冲了出去。看着他们的背影,我兴奋得大喊大叫,“嘘”,怎么口哨又响了?

   原来我因为高兴,竟然忘了把口哨从嘴里取出来。这时,骑在后面的石普臻掉转车头向我骑来,原来他发现了一个奇怪的现象:他听到我第二次的口哨声比第一次低了许多。这是为什么呢?我们猜想,一个发声的物体,它发出的声音会受到它旁边运动的物体干扰,从而引起声音高低的变化。为了验证自己的猜想,我们决定进行一个研究。

   通过调查、实验,我们发现生活中的确有很多地方存在类似的现象:火车进站时,鸣笛的声音越来越高,火车远离时,鸣笛的声音越来越低;我们让一个同学吹着口哨向我们跑来,声音越来越高,吹着口哨从我们面前跑过去,声音越来越低。

   接着,我们就向老师请教,她给我们做了一个小实验:在盛有清水的大水槽中,以一端粘有石蜡球的细弹簧作为弹簧单振子,使单振子沿竖直方向周期性地上下击打水面,水面上形成了向四周传播的同心圆波,若将单振子向右平移,便可以看到从振源中心到右槽壁间的波纹变密、波长缩短,右壁接收圆波的频率变大,左槽壁的波纹正好相反,实验结果表明,单振子(振源)本身的频率并没有改变,而水槽壁(接收者)接收的水波的频率发生了变化,这就与上述火车鸣笛的情况相类似了。这种现象物理学上叫多普勒效应。

   为什么会产生多普勒效应呢? 我们从网上查资料知道,由于声源产生的声波引起人耳膜的振动, 才会听到声音。耳膜每秒振动的次数多,人感到的音调就高,反之就低。一般情况下,声源发什么音调,人应当听到同样的音调。但当人和声源发生相对运动时,情况就不同了。当火车向你开来时,汽笛的声波使耳膜每秒振动的次数增多, 听到的音调就不断提高;当火车开走时,耳膜每秒振动的次数减少,听到的音调就变低了。

   通过研究,谜底终于揭开了:当小伙伴们骑车向我靠近时,口哨的声波使我的耳膜振动的频率增快,听到的声音就会越来越高;当小伙伴们骑车远离我时,口哨的声波使我的耳膜振动的频率减慢,听到的声音就会越来越低。同学们,你们明白了么?

辅导老师 刘芳    


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