如右圖考慮一超音速飛機由 A 飛向 B,
當飛機在 A點所發出的聲音
在飛機已經飛到了 B 點時才會傳達到觀察者 C。
聲音所需傳播距離為 AC 長度。
今考慮飛機在 D點發出的聲音C 需走 DC 的距離,
才會抵達人的耳朵。 若是 Vs 為聲速,Vo 為飛機的速度
AC/Vs ≧ AD/Vo + DC/Vs
則 由 D 點發出的聲音會比 A 點的聲音先抵達 C 點。
好好玩!先發出的聲音後到達,而後發出的聲音先到達!超音速耶!
再仔細想一想! D 點附近應該可以找到 最先抵達 C 處的點。
然後 向兩邊離開越遠 越晚抵達 C 點。
因此 C 點的人聽起來會是怎樣的感覺呢?
他會以為飛機是從那裡飛往那裡呢?分辨的出 飛機飛行的方向嗎?
以下這個動畫讓你仔細體會 上面所說的狀況。
使用說明:
按 啟動t 後會有一架飛機由左往右飛去。
圖形中間下方有一個耳朵,代表 聽聲音的人!
你可以按下滑鼠左鍵後 隨處拖動滑鼠來改變 聽(觀察)者的位置。
飛機飛行時,會描繪出由移動中聲源 各處所產生的聲音 朝向 聽者的路徑。
當聲音最初抵達聽者時,動畫會暫停一下,讓你稍做觀察。
已經抵達聽者的聲音路徑顏色會改為藍色。(原為黃、綠相間方便區隔)
也會以數字 標出每一條路徑 抵達的順序!(會不會對你太好了!)
你可以選擇 飛機速度與聲速的比值,觀察比較不同數值的情形。
此時 按一下滑鼠右鍵,則動畫會繼續。
按 重設 恢復原狀。
請你 試著算一算 圖中最先抵達的點 該在那裡,和高度、 聲速與 飛機速度間關係為何?
方法幾乎都已經說明清楚了!剩下的看你的了!
如果你再偷懶!那也就隨你了! 『佛!也只能渡 有緣人!』『天助,自助者!』。
至於超音速飛行所形成的震波請參考 都卜勒效應及震波(波的疊加)
歡迎批評指教! 電子郵件 : 請按 hwang@phy03.phy.ntnu.edu.tw
作者:國立台灣師範大學 物理系 黃福坤
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