中学生物理小常识：火车长鸣与炮弹啸叫

　　小明在乘火车旅行的途中，发现当两列火车错车时，对面火车的鸣笛声发生了明显的变化，即当两列车由接近到远离时，笛声光升高后变低。小明感到奇怪，开始还以为这是自己的错觉，经过多次观察后，证明的确是事实。小明想不通，就去问老师。

　　老师听了后，非常高兴，并赞扬地说：小明呀！你也发现了这个物理规律。历史上第一个发现这一规律的人叫多普勒，所以把这个规律叫做“多普勒效应”。多普勒效应的内容是：“当声源向着观察者运动时，观察者接收到的频率比声源的频率增大，即音调增高；当声源远离观察者而去时，观察者接收到的频率比声源的频率减小，即音调降低”。

　　小明问，这是为什么呢？

　　老师说，人耳听到的音调高低是由耳膜的振动频率决定的。耳膜的振动又是由于空气的疏密变化引起的。空气的疏密变化又是由声源引起的，并以一定的速度由空气传播出去，这就形成了声波。当观察者和声源相对静止时，耳膜的振动频率等于由声波送到人耳的声源的振动频率。所以音调没有变化。当声源和观察者相互接近时，耳膜接收到的频率高于声源的频率，所以音调增高；当观察者和声源相互远离时，耳膜接收到的频率减低，所以听到的声调就降低了。

　　小明又问，在看战斗故事片时，有时听到炮声啸叫，战士们若无其事；有时听到炮弹啸叫，战士们刚一卧倒，炮弹就在附近爆炸了，这里是否和多普勒效应有关呢？

　　老师说，你说的对，有经验的战士正是根据飞行炮弹啸叫音调的变化和声音强弱的变化，来判断炮弹飞行的方向和远近的。

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