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秒钟, 秒钟后喇叭开始发出“人”字音,列车已前进了
170m
1700-170=1530 m
,此时喇叭离观测者的距离 ( ),
1530 340=4.5
(秒),观测者收到该两字音时间间隔
5-4.5=0.5
(秒),而它
“人”字音从发出至被观测者听到需
1
们发出时的时间间隔却是 秒,显然语音节奏加快了。同理,可以计算出听到的其它相邻两个字音的时间间隔
0.5
都为
秒,都为原先发出时的时间间隔的一半。
现在再来考察声源离开观测者情况下的多普勒效应。若其它条件如上面的一样,唯列车不是驶向观测者,
170m/s
而是以
的速度离开观测者。在此情形下,观测者接收到的音调变低了,与此相对应,相邻字音之间的时
0.5 1.5
1
秒,由发出的 秒被拉长到了
间间隔拉长了,拉长了
秒。
下面再简单考察一下声源静止,观测者运动下的多普勒效应。假若喇叭安装在铁路边的电线杆上,观测者
坐在磁悬浮列车上,列车朝向或背离喇叭处运动,在此情况下,结果又是什么样子呢?同理,多普勒效应也会
发生,若观测者与声源的距离减小,则语音节奏加快,音调升高;若观测者与声源的距离增大,则语音节奏减
缓,音调降低。
如果实验情况更复杂些,观测者与声源都在运动,但不管怎么样,万变不离其宗,二者距离趋近,则观测
者听到的语音节奏加快,音调变尖;二者距离趋远,则观测者听到的语音节奏减缓,音调变钝。在此期间,声
波频率始终保持不变。在笔者看来,事情很清楚了,音调的变化是由语音节奏的变化引起的,这是确定无疑的。
5 水纹波演示图像新解释
利用水纹波来演示多普勒效应的图像给我们留下了深刻的印象,波源运动,在其前方波纹变密,在其后方
波纹变疏。这是一幅非常经典的解说多普勒效应的图示,以示在波源与观测者有相对运动的条件下,波频率和
波长作相应改变的情况。
其实,用水纹波来演示波的频变或变相频变都是不适合的。多普勒效应比较正统的解释是说观测者接收到
的波数发生了改变,同时强调频率没有改变,而水纹波图示和解说却分明表示频率的相应改变,这是矛盾的,
起码学界在此问题上含糊不清。从波长方面说,这个矛盾表现得更加明显,波长和波速决定于介质的性质,既
然介质没变化,波长就不应该有变化,可是在图示中,波长是变化的,图解明白显示波源前面的波长比波源后
面的波长短。
如果要用水波纹来解说多普勒效应,那一圈圈同心圆波纹不应该用来表示声音频率,而应该表示的是一个
个的声音音节,即相当于本文所举例子“为人民服务”这句话中的某一个字音:“为”、“人” 等,当然,还
可以将音节进一步细分。进行深入的考察和解析可以看出,虽然从整体上看,图案是不对称的,运动着的振源
前面的水波纹较稠密,后面的较稀疏,但是从单个看,每个水波纹都是独自扩展的圆环。可以想象,如果是波
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