3.4 多普勒效应 课件 -2023-2024学年高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册

听 【问题探究】 一列火车匀速驶过,这时站在路旁的工人师傅听到火车声声波的频率等于火车 产生的声波的频率吗?为什么? 现象：当火车向你驶来时，感觉音调变 高，音量变大；当火车离你远去时，感觉音调变低，音量变小。 （音调由频率决定，频率高音调高；频率低音低）． 原因:多普勒效应。 01 多普勒效应 机 械 波 2 多普勒效应： 当波源和观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应. 一、多普勒效应 奥地利物理学家多普勒（1803——1853） 看下面两段录像，注意仔细听声音 除音量大小以外的变化。 02 多普勒效应的解释 机 械 波 5 光波的多普勒效应 二、多普勒效应的解释 1）波源振动频率f： 波源单位时间内的振动次数 2）接收器的接收频率f ′ : 接收器单位时间接收到的完整波数目 几个基本概念 波 源 的 频 率 f 观察者接收到的频率 f’ 究竟运动和频率的关系如何？ S A 设波源频率为f, 观察者接收到的频率为f ′ 1、当波源和观察者都相对介质静止时 B A S 设波源频率为f, 观察者接收到的频率为f ′ 2、波源相对介质不动 (1)观察者朝波源运动时 B A S 设波源频率为f, 观察者接收到的频率为f ′ 2、波源相对介质不动 (2)观察者远离波源运动时 3、观察者不动 (1)波源向着观察者运动时 设波源频率为f, 观察者接收到的频率为f ′ 3、观察者不动 (2)波源远离观察者运动时 设波源频率为f, 观察者接收到的频率为f ′ 生活中的多普勒效应 究竟运动和频率的关系 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 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； 如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。 注意： 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． 03 多普勒效应的应用 机 械 波 19 1.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。 三、多普勒效应的应用 2.利用多普勒效应测速 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。 3.医用“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.测量其它星系向着还是远离地球运动的速率 理论和实验都证明，光波或电磁波都有多普勒效应，多普勒效应在科学技术中也有着广泛的应用。宇宙中的星球都在不停地运动。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对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 哈勃望远镜 拍摄星系 5.军事应用：脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪 中国的歼20第五代隐身战机 中国的武直19武装直升机 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.29.100 $$