3.6 多普勒效应 课件 -2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

6．多普勒效应 当飞机远离我们而去，我们会听到什么？ 发声体：近－→远 音调： 那么是不是发声体的频率发生了变化呢？ 生活中的感受 如果一辆静止的汽车停在身边鸣笛，你听到的声音音调会有不同吗？ 所以是什么改变了我们听到的声音的频率？ 物体的相对运动 多普勒效应： 由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应 1842年奥地利物理学家多普勒首先发现 多普勒 多普勒效应 多普勒效应的成因 声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波 频率表示单位时间内完成的全振动的次数 波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数 观察者听到的音的声音调，是由观察者接收到的频率 单位时间接收到的完全波的个数决定 波源的频率：单位时间内波源发出完全波的个数 接收到的频率：观察者在单位时间内接收到完全波的个数 单位时间内观察者数得的人数与实际通过的人数相同。 单位时间内观察者数得的人数变多。 单位时间内观察者数得的人数变少。 练习 → ← 静止不动 现象分析（以声波为例） （1）观察者接受到的波频率发生变化。 （2）波的频率由波源本身决定，波源频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数（不变） 。 究竟运动和频率的关系如何？ 波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系 波源静止 观察者静止 观察者接收频率 波源的频率 波源静止 观察者朝着波源运动 波源静止 观察者远离波源运动 波源朝着观察者运动 观察者静止 波源远离观察者运动 观察者静止 ★ ★ ★ ★ ★ 等于 大于 大于 小于 小于 多普勒效应中运动和频率的关系 注意： 多普勒效应是指所接收到的波的频率与波源频率不同的现象，并不是接收到波的强度发生变化的现象； 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； 波的传播速度不因波源的移动而改变； 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； 观察者垂直于波的传播方向移动时，不产生多普勒效应。 猜一猜：我们听到的声音频率会和什么有关？ 1、波源的实际频率 2、声波传播的速度 3、波源的移动速度 4、接收者的移动速度 多普勒效应频率关系的计算 观察者与波源都静止 设波源的波长为λ，波的传播速度为v，则在时间t 内，观察者接收到的完全波的个数为： 接收频率为： 多普勒效应频率关系的计算 接收频率为： 波源静止，观察者朝波源以速度    接近 由前面的实验知道此时波源的波长仍为λ，波的传播速度为v，则在时间t 内，观察者接收到的完全波的个数为： 多普勒效应频率关系的计算 波源静止，观察者朝波源以速度    接近 由前面的实验知道此时波源的波长为                    ，波的传播速度为v，则在时间 t 内，观察者接收到的完全波的个数为： 接收频率为： 总之：当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，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。 多普勒效应在生活中的应用 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。  多普勒效应在生活中的应用 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度。 多普勒效应在生活中的应用 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。  多普勒效应在生活中的应用 测量星球上某些元素发出的光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率相对照,就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 多普勒效应在生活中的应用 多普勒导航系统 美国AH-64“阿帕奇”直升机 法国幻影2000战斗机 多普勒效应在生活中的应用 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。 多普勒效应在生活中的应用 激光多普勒测速仪 $$