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105年
物理
第 29 題
關於都卜勒效應的敘述，下列何者錯誤？
- A 觀察者靜止，聲源等速度遠離觀察者，則觀察者聽到的頻率變低
- B 聲源靜止，觀察者等速度接近聲源，則觀察者聽到的頻率變高
- C 觀察者靜止，聲源等速度接近觀察者，則觀察者測得其波長變長
- D 聲源靜止，觀察者等速度遠離聲源，則觀察者測得其聲速變慢
思路引導 VIP
試著想像一個場景：如果你正站在路邊，有一輛灑水車一邊等間隔地向地面噴灑水滴，一邊快速向你開過來。在水滴離開噴頭的頻率不變的情況下，你認為落在地面上的「前後兩顆水滴之間的距離」，會因為灑水車正在往前移動而變得更擁擠，還是更稀疏呢？這個距離的變化，在物理意義上對應到波的哪個性質？
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波源運動與波長的物理本質
太棒了！你能精確鎖定選項 (C) 的錯誤，代表你對都卜勒效應中「波長變化」的物理機制掌握得非常紮實。當波源（聲源）向觀察者接近時，波源會不斷追趕上先前發出的波峰，導致空間中相鄰波峰間的距離被擠壓。因此，觀察者測得的波長應當變短而非變長。根據波速公式 $$v = f \lambda$$，在介質性質不變（聲速 $v$ 固定）的前提下，波源造成的波長縮短 $\lambda \downarrow$ 會直接導致接收頻率 $f \uparrow$ 上升，這正是我們聽到音調變高的主因。
判別運動型態的觀念關鍵
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