3.5多普勒效应 课件-2023-2024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 第三章 机械波 人教版（2019）选修 第一册 1.知道波源频率与观察者接收到的频率的区别。　2.知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。　3.了解多普勒效应的一些应用。　4.通过改变波源与观察者的距离，培养学生利用控制变量法分析问题的能力。 学习目标 2 音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低。 结论 波源靠近观察者，感觉频率变高；波源远离观察者，感觉频率变低。 当汽车、火车从你身边疾驰而过的时候，鸣笛的音调怎样变化？ 这种现象称多普勒效应，它到底是怎么回事？ 导入新课 由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫做多普勒效应。 1.多普勒效应 成因：相对运动——波源与观察者 思考: 多普勒效应的成因是什么？ 相互靠近 相互远离 一、多普勒效应 规则：模拟实验中，一支队伍在行进，路旁有一位观察者。 队伍中的人不表示介质中的质点，只代表传播中的波峰或波谷，于是“过人频率”就代表波的频率。 2.多普勒效应的现象分析 模拟实验：多普勒效应成因 f测 = f源 观察者静止不动，他数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过他，这种情况下的“过人频率”是30人每分。 情形1：观测者相对波源运动 v测 ⑴观测者靠近波源 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。 f测 > f源 ⑵观测者远离波源 f测 < f源 v测 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。 总结：波源不动而观察者运动时，引起接收频率的变化是由于观察者接收到的波数增多或减少造成的。 观察者感觉到波变得密集，即波长减小，接收到的频率增大。 ⑴波源向观察者运动 观察者感到波变得稀疏，即波长增大，接收到的频率减少。 ⑵波源远离观察者运动 情形2：波源相对观测者运动 可见：当观察者不动而波源运动时，引起接收频率的变化是由于波长的改变而引起的。 演示： 观察者与波源均相对于介质静止时： 观察者与波源相互接近时： 观察者与波源相互远离时： 小结：多普勒效应的现象： 深化成因：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，观察者接收到波的频率与波源的频率不一致。 f测 = f源 f测 > f源 f测 < f源 1.雷达测速仪： 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），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。 2.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； 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。 二、多普勒效应的应用 3.临床上应用：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。 4.军事应用(E-3“望楼” 预警机) 脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪。 1.小明同学将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听到它发出声音。现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周转动，蜂鸣器从A转动到B的过程中的某位置，小明及甲、乙三位同学听到蜂鸣器发出声音的频率分别为f1、f2、f3。则 （　　） A．f3 >f1 >f2 B．f1 =f2 =f3 C．f2 >f1 =f3 D．f1 >f2=f3 分析：当蜂鸣器靠近观察者时，听到的蜂鸣器的音调变高，当蜂鸣器远离观察者时，听到的蜂鸣器的音调变低。所以f3 >f1 >f2，故选A。 A 课堂评价 2.如图所示，为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则 ( ) A.该波源正在移向a点 B.该波源正在移向b点 C.在a处观察,波的频率变低 D.在b处观察,波的频率变低 3.公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速 (　　) A．高于100 km/h B．低于100 km/h C．等于100 km/h D．无法确定 A AD 多普勒效应 现象 成因 应用 课堂小结 课堂小结 Lavf58.29.100 $$