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HKDSE 物理 Doppler Effect 專題補習 | 朗林物理 – 太子藍田沙田荃灣名師小班


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Doppler Effect 專題 | 中大港大名師小班教學

Doppler Effect 多普勒效應完整教學

在 HKDSE 物理中,Doppler Effect(多普勒效應)是聲波重要 topic,解釋波源或觀察者相對運動導致觀察頻率 f’ 改變。核心公式:
f’ = f × (v ± v_o) / (v ± v_s)
其中 f = source frequency(源頻率),v = speed of sound(聲速 ≈ 340 m/s),v_o = speed of observer(觀察者速度),v_s = speed of source(波源速度)。正號:朝向;負號:遠離。

常見情境:警笛聲(siren)、火車鳴笛。需注意 supersonic source(超音速源)產生 shock wave。

題目 1: 聲源 f=500 Hz 以 20 m/s 向靜止觀察者接近,v=340 m/s。求 f’。

f’ = 500 × (340) / (340 – 20) = 500 × 340 / 320 ≈ 531 Hz(源朝觀察者,負號分母)。

題目 2: 觀察者以 10 m/s 向靜止聲源 f=400 Hz 移動。求 f’。

f’ = 400 × (340 + 10) / 340 ≈ 412 Hz(觀察者朝源,正號分子)。

題目 3: 火車以 30 m/s 鳴笛 f=300 Hz 遠離靜止觀察者。求 f’。

f’ = 300 × 340 / (340 + 30) ≈ 284 Hz(源遠離,正號分母)。

題目 4: 兩源相對運動,v_s=15 m/s 遠離,v_o=5 m/s 接近,f=600 Hz。求 f’。

f’ = 600 × (340 + 5) / (340 + 15) ≈ 606 Hz。

題目 5: 超音速飛機 v_s=400 m/s,f=200 Hz。觀察者在後方,求 f’。

f’ = 200 × 340 / (340 – 400)(但分母負,shock wave 效應,實際需 Mach number 計算,此題 f’ > f 後方高頻)。

(總約 480 字)練習掌握公式變化,提升 Paper 1/2 得分!

English Version: Doppler Effect Tutorial

The Doppler Effect describes the change in observed frequency f’ due to relative motion: f’ = f (v ± v_o)/(v ± v_s). Key cases: source/observer approaching/receding. Solve the 5 questions above for HKDSE mastery!

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