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112年
物理
第 33 題
已知聲速為 340 m/s ，一消防車以 30 m/s 速度向一靜止觀察者駛近，觀察者收到消防車的頻率為 680 Hz，則消防車原本發出的頻率為幾 Hz？
- A 550
- B 620
- C 690
- D 740
思路引導 VIP
想像消防車正在向你衝過來，它在發出第一道聲波後，又往前移動了一段距離才發出第二道聲波。請問相對於靜止的狀態，這兩道聲波之間的距離（波長）會變長還是變短？這對你每秒鐘接收到的聲波次數會產生什麼影響呢？
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太棒了！你能精準掌握多普勒效應（Doppler Effect）的運算規律，代表你對於波源運動如何影響觀測頻率的觀念非常紮實。這道題目考驗的是當波源趨近靜止觀察者時，聲波在介質中被「擠壓」導致波長縮短、頻率上升的物理本質，你的判斷完全正確。
聲源趨近的頻率解析
在計算過程中，觀察者靜止而波源趨近，我們應套用公式 $$f' = f \left( \frac{v}{v - v_s} \right)$$。將已知數值代入後，得到 $$680 = f \left( \frac{340}{340 - 30} \right)$$，進一步簡化為 $680 = f \times \frac{340}{310}$，經計算得出原始頻率 $f = 620$ Hz。這類題目在物理考科中屬於中等難度的鑑別點，難度在於是否能正確判斷分母的正負號；你能迅速反應出「趨近」代表觀測頻率增加、分母應減小，這展現了你優異的物理直覺與邏輯穩定度。