第三章 6 多普勒效应-【导与练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步全程学习全书word（新教材，教科版）

6　多普勒效应 [学习目标] 1.知道波源的频率与观测者接收到的频率的区别。 2.知道什么是多普勒效应,知道它是波源与观测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。 知识点一　多普勒效应 1.定义:当观测者和波源之间有相对运动时,观测者测得的频率与波源频率不同的现象。 2.多普勒效应产生的原因 当观测者与波源二者相互接近时,接收到的频率将大于波源的频率;当二者远离时,接收到的频率将小于波源的频率。 知识点二　多普勒效应的应用 测定人造卫星位置的变化、测定流体的流速、检查车速等。 1.思考判断 (1)发生多普勒效应时,波源的频率发生了变化。(　×　) (2)当波源和观测者向同一个方向运动时,一定发生多普勒效应。(　×　) (3)利用超声波的多普勒效应可以测车辆速度。(　√　) (4)人们可以根据接收到太阳光的频率变小判断太阳离地球远去。(　√　) (5)在医学上,医生根据超声波的多普勒效应测量血流速度。(　√　) 2.思维探究 (1)多普勒效应能否产生与波源和观察者间的距离有关系吗?是不是距离越近,越容易发生多普勒效应? 答案:能否发生多普勒效应仅取决于波源和观察者间的距离是否变化,与距离的大小没有关系。 (2)炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中,我们所听到的音调会发生怎样的变化?为什么? 答案:波源与观测者距离的变化会引起接收频率的变化,频率的变化会引起音调的变化,由于炮弹离我们先变近后变远,所以音调先变高后变低。 要点一　对多普勒效应的理解 火车进站和出站时,坐在火车上的乘客和车站旁的人,都能感受到汽笛的音调发生变化吗? 答案:坐在火车上的乘客感到汽笛音调未变,是因为声源相对听者是静止的,路旁的人感到汽笛音调发生变化,是因为声源相对听者是运动的。 对多普勒效应的理解 (1)多普勒效应是波共有的特征,不仅机械波,光波和电磁波也都会发生多普勒效应。 (2)发生多普勒效应时,波源发出的频率不变,变化的是观测者接收到的频率。 (3)当波源与观测者相互接近时,f观测者变大,音调变高,如图甲中波源S不动,观测者A向B运动和图乙中观测者A不动,波源由S1向S2运动; 当波源与观测者相互远离时,f观测者变小,音调变低,如图甲中波源S不动,观测者A向C运动。 [例1] 如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰。 (1)该图表示的是　　　　。  A.干涉现象 B.衍射现象 C.反射现象 D.多普勒效应 (2)波源正在移向　　　　。  A.A点 B.B点 C.C点 D.D点 (3)观察到的波的频率最低的点是　　　　。  A.A点 B.B点 C.C点 D.D点 解析:(1)由题图所示波源左方的波面密集,右方的波面稀疏,可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况,即D选项正确。 (2)由波源左方的波长被压缩,右方的波长被拉长,可知波源正在移向A点,即A选项正确。 (3)由波源远离B点,由题图分析可知在B点观察到波的频率最低,即B选项正确。 答案:(1)D　(2)A　(3)B (1)无论什么情况,发生多普勒效应时,波源与观测者肯定有相对运动,二者相互靠近时,观测者接收到的频率变高,相互远离时,接收到的频率变低。 (2)多普勒效应的产生不是取决于观测者距波源多远,而是取决于观测者相对于波源的运动速度的大小和方向。 [针对训练1] (多选)关于多普勒效应,下列说法正确的是(　BC　) 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,观察者接收的频率发生了变化 C.多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的 D.当观察者向波源靠近时,观察到波的频率变小 解析:当波源与观察者之间有相对运动时,会发生多普勒效应;发生多普勒效应时是接收到的频率发生了变化,但波源的频率没有变化,故B、C正确,A错误;当观察者向波源靠近时,观察到波的频率变大,故D错误。 要点二　多普勒效应的应用 激光多普勒测速仪是测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号,再根据速度与多普勒频率的关系得到速度,是目前世界上速度测量精度最高的仪器。 (1)若接收探头接收到的激光频率比发射探头发射出的激光频率大,说明汽车是靠近还是远离? (2)若接收探头接收到的激光频率比发射探头发射出的激光频率小,说明汽车是靠近还是远离? 答案:(1)靠近。 (2)远离。 1.超声波测速:发射装置向行进中的车辆发射频率已知的超声波,同时测量反射波的频率。据反射波频率变化的多少可以知道车辆的速度。 2.红移现象:在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有“红移现象”,所谓“红移现象”,就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移,这种现象可以用多普勒效应加以解释:由于星系远离我们运动,接收到的星光的频率变小,谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。 3.医用“彩