3.5 多普勒效应 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.5 多普勒效应 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道多普勒效应。 2.能定性分析多普勒效应产生的原因。 3.能用多普勒效应解释一些物理现象 1.核心素养 理解多普勒效应的成因。 2.关键能力 用控制变量法探究多普勒效应 3.5 多普勒效应 导入新课 仔细听急救车的鸣笛声，当车从你身边疾驰而过的时候，鸣笛的音调是否会有变化，为什么会出现这种情况？ 奥地利物理学家多普勒（1803——1853） 多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，它是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的． 一、多普勒效应 多普勒效应模拟 1、观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过，“过人频率”是30人/分。 v测 2、当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过，即频率增加。 v测 v测=0 3、当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过，即频率降低。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 某时刻发出的波，以波源此刻位置为圆心的圆弧上，但是如果波源在移动，那么各波峰圆就不再是同心圆了。 波源靠近观测者 偏小 波源远离观测者 偏大 为观测者接收到的频率 1.波源在移动 一、多普勒效应 实线均为波峰（密部） 6 2.观测者在移动 发生多普勒效应的条件： 当波源与观察者有相对运动时，且距离发生改变。 （1）如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大； （2）如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。 一、多普勒效应 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，观察者感到频率发生了变化。 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。 [例1]关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ） A.发生多普勒效应时，波源的频率变化了 B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C.当观察者和波源速度相同时，会发生多普勒效应 D.只有声波才能发生多普勒效应 思考与讨论： 在多普勒效应中，是波源的频率发生了变化还是观察者接受到的频率发生了变化？ 一、多普勒效应 B 8 测速仪 交警向行驶中的车辆发出频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率的变化的多少就能知道车辆的速度。 彩超 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。测出反射波的频率的变化就能知道血流的速度。可以检测肝、脑、眼底血管的病变。 二、多普勒效应的应用 水下多普勒测速仪 多普勒水流测速仪 利用多普勒测速仪，还可以测量水在海底的流速， 为养殖场寻找适合贝类生长的场所。 二、多普勒效应的应用 多普勒天气雷达 以多普勒效应为基础，可以测定散射体相对于雷达的速度，在一定条件下反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流情况等 二、多普勒效应的应用 军事应用 脉冲多普勒雷达 二、多普勒效应的应用 美国AH-64“阿帕奇”直升机 多普勒导航系统 法国幻影2000战斗机 二、多普勒效应的应用 [例2] 一辆大客车上有一个声源发出频率一定的乐音,当大客车静止、观察者也静止时,观察者听到并记住了这个乐音的音调。当观察者坐上一辆小轿车后听到这个乐音的音调比原来低的情况是(　 　) A.小轿车静止,大客车向他驶来 B.小轿车静止,大客车离他驶去 C.大客车静止,小轿车向着大客车驶去 D.大客车在前、小轿车在后,且小轿车速度大于大客车速度 解析:根据多普勒效应可知,当波源和观察者间距变小,观察者接收到的频率一定比波源频率高。当波源和观察者间距变大,观察者接收到的频率一定比波源频率低。由于观察者听到这个乐音的音调比原来降低,即接收到的声波频率减小,说明波源和观察者之间的距离在增大。 B [练习1].如图所示,装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁,它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波,并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车向测速监视器靠近时,被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比(　 　) A.频率不变,波速变小 B.波速不变,频率变小 C.频率不变,波速变大 D.波速不变,频率变大 D 解析:波速由介质决定,所以被该汽车反射回来的反射超声波与测速监视器发出的超声波相比波速不变,根据声音的多普勒效应,声源和观察者靠近时接收频率增大,所以被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比频率变大,故D正确,A、B、C错误。 [练习2] 汽车无人驾驶技术已逐渐成熟,最常用的是ACC自适应巡航控制,它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。正在匀速行驶的汽车使用的传感器主要是毫