内容正文:
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第四节 多普勒效应
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核心素养要求 核心素养呈现
1.了解多普勒效应,理解多普勒效应的成因.
2.能列举多普勒效应的应用实例.
3.能运用多普勒效应解释一些物理现象.
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一、认识多普勒效应
1.音调:音调由 _______决定,_______高则音调高,_______低则音调低.
2.多普勒效应: 波源与观察者相互靠近或者相互远离时,接收到的波的______都会发生变化的现象.
3.多普勒效应产生的原因
(1)当波源与观察者相对静止时,1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是______的,观测到的频率_______波源振动的频率.
(2)当波源与观察者相互接近时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目______,观测到的频率______;反之,当波源与观察者相互远离时,观测到的频率______.
频率
频率
频率
频率
一定
等于
增加
增加
变小
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(1)发生多普勒效应时波源的频率降低.( )
(2)发生多普勒效应时波源的频率增加.( )
(3)多普勒效应是波特有的现象.( )
×
×
√
判一判
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二、多普勒效应的应用
1.测量汽车速度:交通警车向行进中的车辆发射______已知的超声波,同时测量_________的频率,根据反射波____________的多少就能知道车辆的速度.
2.测血液流速:向人体内发射已知______的超声波,超声波被血管中的血液______后又被仪器接收,测出反射波的____________,就能知道血流的速度.
3.测星球速度:测量星球上某些元素发出的光波的______.然后与地球上这些元素______时发光的频率对照,可得星球的速度.
频率
反射波
频率变化
频率
反射
频率变化
频率
静止
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当奔驰的列车向你驶来,并经过你的身旁,而后又离开你驶向远方,在这一过程中,你有没有注意到你耳朵中听到的列车的鸣笛声有什么特殊的现象?
提示:当汽车向你驶来时,感觉音调变高;当汽车离你远去时,感觉音调变低(音调由频率决定,频率高音调高;频率低音调低).
想一想
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对多普勒效应的理解
[思 考 探 究]
(1)如图所示,“如果当波源与观察者相互接近时,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”,这种现象我们称为多普勒效应.那么是不是发声体的频率发生了变化呢?是什么改变了我们听到的声音的频率?
提示:振源(波源)的频率不变;由于物体的相对运动使观察者接收到的频率发生了变化.
要点 1
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(2)坐在车上的人,能感受到汽笛的音调发生变化吗?
提示:不能.因为声源相对听者是静止的.
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[思 维 深 化]
1.相对位置变化与频率的关系(规律)
相对位置 图 示 结 论
波源S和观察者A相对静止,如图所示
f波源=f观察者,音调不变
波源S不动,观察者A运动,由A→B或A→C,如图所示 若靠近波源,由A→B,则f波源<f观察者,音调变高;若远离波源,由A→C,则f波源>f观察者,音调变低
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2.成因归纳
根据以上分析可以知道,发生多普勒效应时,一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动,且两者间距发生变化.
相对位置 图 示 结 论
观察者A不动,波源S运动,由S→S2,如图所示
f波源<f观察者,音调变高
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蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用的超声脉冲导航非常有效.这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射脉冲波,且每秒重复发射几次.