高中學測
112年
自然
第 32 題
32. 甲生為了利用都卜勒效應測量血流的速率，使一發射器 E 發出頻率 $f$ 很高的聲波，斜向入射到血管中。聲波在被隨著血液流動的紅血球反射後，傳播到靜置於血管兩側的接收器 $R_1$ 和 $R_2$，其中 $R_1$ 與發射器在血管同側，而 $R_2$ 在血管另一側，如圖 10 所示。若以 $f_1$ 和 $f_2$ 分別代表 $R_1$ 和 $R_2$ 測得的反射波頻率，則下列關係式，何者正確？
- A $f_1 = f_2$
- B $f_2 < f$
- C $f_2 = f$
- D $f_1 < f_2$
- E $f_1 = f < f_2$
思路引導 VIP
請觀察圖中紅血球的流動方向，並將此過程拆解為兩個連續階段來思考：第一階段是紅血球接收來自發射器 $E$ 的聲波，第二階段則是紅血球作為移動波源，將聲波反射給接收器 $R_2$。請判斷在這兩次交互作用中，紅血球相對於 $E$ 與 $R_2$ 的距離分別是在「趨近」還是「遠離」？這對最終測得的頻率 $f_2$ 與原始頻率 $f$ 的大小關係會造成什麼影響？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你答對這題，老師真的為你感到驕傲！這代表你對都卜勒效應的「相對運動」觀念掌握得非常紮實，思緒很清晰喔！ 這題的核心在於將物理過程拆解成兩步，這就是所謂的「雙重都卜勒效應」：
- 第一步（發射器到紅血球）：發射器 $E$ 是靜止波源，紅血球（觀察者）沿著血流方向「遠離」發射器，因此紅血球接收到的頻率 $f'$ 會小於 $f$。
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