3.5多普勒效应 —【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件

3.5多普勒效应 发声体：远 －→ 近 －→ 远 发声体的频率发生了变化了吗？ 物体的相对运动改变了我们听到的声音的频率 音调： 低→高→低 生活中常见的多普勒效应 音调高低与什么因素有关呢？ 动手试一试： 用手摸着自己的喉咙发出高音和低音 1.定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的频率与波源频率不同的现象，叫多普勒效应。 奥地利物理学家多普勒（1803——1853） 一、多普勒效应 1）波源振动频率f： 波源单位时间内的振动次数 2）接收器的接收频率f收 : 接收器单位时间接收到的完整波数目 一、多普勒效应 2.几个基本概念 二、多普勒效应的分析 实线表示波峰所在的波面 相邻两个波面之间的距离为一个波长 观察者 波源 观察者 波源 观察者接收到的频率f收 波源和观察者相对静止时 =波源的频率 波源和观察者相对运动时 观察者接收到的频率f收 ≠波源的频率 二、多普勒效应的分析 假设此时“过人频率”为30人每分钟。 单位时间内与观察者相遇的人数变多，“过人频率”变大。 单位时间内与观察者相遇人数变少，“过人频率”变小。 二、多普勒效应的分析 二、多普勒效应的分析 二、多普勒效应的分析 波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系 观察者接收频率 波源的频率 等于 大于 大于 小于 小于 观察者静止 观察者朝着波源运动 观察者远离波源运动 观察者静止 观察者静止 波源静止 波源静止 波源静止 波源朝着观察者运动 波源远离观察者运动 二、多普勒效应的分析 当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互靠近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小 二、多普勒效应的分析 注意： 1.在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者接收到频率发生了变化。 二、多普勒效应的分析 2.多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应。 1.有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢. 2.有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去. 三、多普勒效应的应用 宇宙中的星球都在不停地运动．测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度． 3.用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率 4.临床上应用多普勒效应:彩色多普勒超声诊断系统 医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度．这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变． 5.雷达测速仪 检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红外线，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 6.军事应用(E-3“望楼” 预警机) 脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪 三、多普勒效应的应用 美国AH-64D长弓“阿帕奇”直升机 中国“武直10”武装直升机 多普勒导航系统是利用多普勒效应测定多普勒频移，从而计算出飞机当时的速度和位置来进行导航。飞机因侧风而偏航时，多普勒雷达还用于测量偏流角的数值并对航向进行修正。多普勒导航系统的优点是：无需地面设备配合工作；不受地区和气候条件的限制；飞机速度和偏流角的测量精度高。缺点是：飞机姿态超过限度时，多普勒雷达因收不到回波而不能工作；定位误差随时间推移而增加；多普勒雷达的工作与反射面状况有关。 三、多普勒效应的应用 三、多普勒效应的应用 雷达测速仪 多普勒天气雷达 三、多普勒效应的应用 多普勒颈脑血液测速仪 三、多普勒效应的应用 多普勒水流测速仪 三、多普勒效应的应用 课堂小结 波源和观察者相互接近时,观察者的接收频率增大;远离时,接收频率减小. 1、下列情况中，接收频率变高的是（ ） AC A.声源静止，观察者向着声源运动 B.声源静止，观察者远离声源运动 C.观测者静止，声源向着观测者运动 D.观测者静止，声源远离观测者运动 2、如图所示为一个机械波的波源S做匀速运动的情况,图中的圆表示机械波的波面,A、B、C、D表示四个观察者的位置,由图可以看出　(　　) A.波源正在向A点移动 B.波源正在向C点移动 C.B点的观察者接收到的频率最高 D.D点的观察者接收到的频率最高 A $