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第 3 题

固定扬声器在静止空气中发出 f=680f=680 Hz 的声波,空气中声速为 v=340v=340 m/s。跑步者以 vo=20v_o=20 m/s 直接向扬声器跑近;越过扬声器后以同样速率远离。静止介质中非相对论多普勒效应:静止声源用 f′=(v±vo)f/vf'=(v\pm v_o)f/v,静止听者用 f′=fv/(v∓vs)f'=fv/(v\mp v_s)。(a) 求跑近和远离时听到的频率。(b) 求两种情形下空气中跑步者遇到的波长。(c) 若声源以 vs=17v_s=17 m/s 朝静止听者运动,求听到的频率。
fnear′=720 Hz,ffar′=640 Hz,λ=0.500 m,fsource′=716 Hzf'_{\text{near}}=720\ \mathrm{Hz},\quad f'_{\text{far}}=640\ \mathrm{Hz},\quad \lambda=0.500\ \mathrm m,\quad f'_{\text{source}}=716\ \mathrm{Hz}
problems.proof.analysis

三个频率不同,是因为在传声介质中听者运动与声源运动的作用不同。上式汇总了各问答案。