第一节 声波 多普勒效应（同步课件）-【中职专用】2024-2025学年高中物理同步精品课堂（高教版2023·化工农医类）

第1节 声波 多普勒效应 主题三 SZ-LWH 1 目 录 CONTENTS 波长、频率和波速 声波 乐音和噪音 1 2 3 4 多普勒效应 SZ-LWH 2 超声波 蝙蝠在夜间飞行，能捕捉飞蛾和蚊子，而且无论怎样，从没见它跟什么东西相撞，即使很细的电线它也能灵巧的避开。 情境导入 SZ-LWH 情境导入 夏天，岸边的水草里，传来“呱呱”的几声鸣叫，只见几只碧绿油亮的小青蛙纵身跃起，在空中一闪，扑通扑通地跳进河里，激起一簇又一簇水花，荡起一片又一片涟漪。，许多昆虫都能发出声音。古诗“夏花芬芳盛夏时光酷炎阳，蛙呱蝉鸣夏日长。碧树遮荫觅清凉，李启夏花绽放逸芬芳”描写的就是蝉鸣。 蝉是如何发声的呢？青蛙又是如何发声的呢？ SZ-LWH 01 波长 频率 波速 SZ-LWH 5 一.波长 频率 波速 水波的涟漪，音乐的律动，光的缤纷色彩，它们的共同处是:波动。 例如水波:小木棍在平静水面上下振动时，在水面上激起水波。水波不停向外传播。 SZ-LWH 一.波长 频率 波速 绳波也叫机械横波，物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波。在横波中，凸起的最高处称为波峰，凹下的最低处称为波谷。 机械横波(绳波)的传播速度决于介质的弹性力和单位长度的质量。 简介： 机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波；机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波，称作纵波。质点在纵波传播时来回振动，其中质点分布最密集的地方称为密部，质点分布最稀疏的地方称为疏部。 绳子的艺术 SZ-LWH 一.波长 频率 波速 用手拿着绳子的一头上下甩动，绳子就会跟着动起来。不停地沿着绳子传播形成绳波，绳子上下振动的频率就是绳波的频率，相邻的两个波峰之间的距离叫作波长。绳波传播的波速与频率、波长之间有什么关系呢？ 在绳波的传播中，频率是在1s内通过波长的个数，所以1s内绳波传播的距离是 波速、波长和频率三者之间关系是 SZ-LWH 一.波长 频率 波速 在绳波的传播中，凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷。相邻的两个波峰（或波谷）的距离叫做波长。在1s内有多少个波长通过，波的频率就是多少。 注意：通过实验可以发现，波的频率与绳振动的频率相同。 绳波不停地向远方传播，其传播的快慢用波速表示。波速（v）、波长（λ）和频率（f）三者之间的关系是： 波速（v） =波长（λ） ×频率（f） SZ-LWH 一.波长 频率 波速 取一根较长的软绳，一端固定，用手握住绳的另一端拉平。持续地上下抖动，可以看到凸凹相间的状态向另一端传去，在绳上形成一列波。在绳上做一个红色标记，在波传播的过程中，红色标记会随着波向另一端传播吗？ 持续地上下抖动，可以看到在波传播的过程中，绳上的红色标记所做的运动是 ， （填不会或会）随着波向另一端传播。 上下振动 不会 沿绳传播的波，绳上各点上下振动，波向前传播，振动方向与波的前进方向相互垂直，这样的波称为横波。 SZ-LWH 一.波长 频率 波速 波向前传播时，沿绳传播的波，绳上各点做 （填上下或前后）振动；而沿弹簧传播的波，弹簧上各点做 （填上下或前后）振动。 上下 前后 横波和纵波都是由于振动引起的，都是振动在介质中传播，本质上都是振动的能量通过介质进行传播，波动的过程就能量传递的过程。 在横波中，相邻的两个波峰（或波谷）的距离叫作一个波长；在纵波中，波长则是指相邻的两个密部（或疏部）的距离。都满足： 波速（v） =波长（λ） ×频率（f） SZ-LWH 一.波长 频率 波速 一个高个子人和一个矮个子人并肩行走(如图)，哪个人的双腿前后交替更为迅速？如果拿这两个人与两列波做类比，波长、频率、波速分别可以比做什么？ SZ-LWH 02 声波 SZ-LWH 13 2.声波 用橡皮锤敲击音叉，音叉就会发出声音。受到敲击的音叉发生了什么变化？这种变化和发声之间是什么关系？ 在橡皮锤敲击音叉后，用手触摸音叉，发现音叉在 ；一直保持触摸，发现音叉很快 ，同时 也随之消失。 振动 停止振动 声音 SZ-LWH 2.声波 音叉受敲击产生振动，发出声音；用手触摸音叉振动很快停止，声音也随之消失。 声音是由物体的振动产生的，物体的振动向外传播形成声波。发出声波的振动物体是声源。从本质上说声音是声源振动的能量通过声波进行传播，是能量传递的过程。 声源可以是固体，也可以是气体或液体。能引起人听觉的声波，称为可闻声波，其频率在20 HZ到20 kHZ之间。 SZ-LWH 2.声波 如图，把闹钟放到密封的玻璃罩里，用抽气机抽去罩内的空气，会发生什么情况？这种情况的发生与空气有什么关系？ 罩内的空气被抽去后，闹钟的滴答声 。闹钟的滴答声能被听到需要有 。 消失 传播介质 以上现象说明了声音的传递需要有介质，通常我们听到的声音是靠空气传来的，当然声音也可以通过液体或固体物质传播。 SZ-LWH 2.声波 音叉的振动使周围的空气发生振动，产生疏密变化，耳膜感受到这种变化，就产生了声音的感觉。声波靠空气的疏密变化传播，所以声波是纵波。 总结：声音是由振动产生的，声音的传递需要有介质。声波是纵波。声音本质上是能量传递的过程。 SZ-LWH 2.声波 听诊器前端是一个面积较大的膜腔，体内声波鼓动膜腔后，听诊器内的密闭气体也随之振动。塞入耳朵的另一端由于腔道细窄，气体振动幅度就比前端大了许多，由此放大了患者体内的声波振动。 听诊器是是医生最常用的诊断用具，自从被应用于临床以来，外形及传音方式虽然不断的改进，但基本结构变化不大，主要由拾音部分（胸件），传导部分（胶管）及听音部分（耳件）组成。 SZ-LWH 03 乐音和噪声 SZ-LWH 19 三.乐音和噪音 振动有规律的声源发出的声波是乐音。乐音：振动起来是有规律的、单纯的，并有准确的高度的音。音乐中的旋律、和声等均由乐音构成，二胡、钢琴等乐器发出的声音都是乐音。优美的乐音可以使人身心愉悦，陶冶性情，有利于人的健康。 从声学的分析角度，乐音有三个主要特征:即响度（又称音强），音调（又称音高）和音色，称为乐音三要素。其中音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。而音色与不同发声体有关。 SZ-LWH 三.乐音和噪音 振动无规律、杂乱无章的声源发出的声波是噪声。由杂乱的振动、爆炸、碰撞等激发的无规则声波，以及由无规则声波结合而成的嘈杂声都是噪声。噪声影响人体的舒适感，对人们的生活、工作会构成干扰，严重时会产生危害，构成环境噪声污染。 衡量人耳对声音强度感受程度的单位是分贝，符号是dB。研究发现，噪声超过85dB，人们就会感到心烦意乱，工作效率明显降低。高分贝的噪声不但影响人们正常的工作学习和休息，严重的还可能造成听觉衰退，引起头痛、头晕、失眠，甚至导致心血管、消化系统疾病等。 SZ-LWH 三.乐音和噪音 中国汉族古代大型打击乐器 ，编钟兴起于周朝，盛于春秋战国直至秦汉。中国是制造和使用乐钟最早的国家。它用青铜铸成，由大小不同的扁圆钟按照音调高低的次序排列起来，悬挂在一个巨大的钟架上，用丁字形的木锤和长形的棒分别敲打铜钟，能发出不同的乐音，因为每个钟的音调不同，按照音谱敲打，可以演奏出美妙的乐曲。 SZ-LWH 04 多普勒效应 SZ-LWH 23 四.多普勒效应 1.多普勒效应 波源与观察者相互靠近或者相互远离时,接收到的波的频率都会发生变化的现象。 2.多普勒效应产生的原因 波源与观察者之间的相互靠近或者相互远离。 当汽车飞驰而来时，喇叭的“滴滴”声音调变 ；当汽车飞驰而去时，喇叭的“滴滴”声音调变 。声源与收听者互相靠近时听到的音调变 ，互相远离时音调变 。 变高 变低 变高 变低 SZ-LWH 四.多普勒效应 3.多普勒效应的应用 (1)测量汽车速度:交通警察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,根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 (2)测血液流速(彩超):向人体内发射频率已知的超声波,超声波被血管中的血液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。 (3)测星球速度: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。 SZ-LWH 四.多普勒效应 对多普勒效应的理解 情境探究 如图所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,当女同学靠近或远离男同学时,她感觉的哨音有变化吗? 要点提示:在女同学荡秋千的过程中,只要她向右运动,根据多普勒效应,她都感觉哨声音调变高;反之,女同学向左运动时,她都感觉音调变低。 SZ-LWH 四.多普勒效应 如图所示,波源S不动,每秒发出30个完全波,相邻圆间的距离为一个波长,若观察者在1 s内由位置A移动到位置B,则观察者每秒将接收到　　　　个完全波。   答案:31 解析:观察者向波源运动,频率增大,每秒观察到的完全波增多。 SZ-LWH 四.多普勒效应 【例】 (多选)下列关于多普勒效应的说法中正确的是(　　) 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,观察者接收到的频率发生了变化 C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的 思路分析解答本题应从多普勒效应产生的原理入手分析。 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,选项C正确;发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化,而波源的频率并没有改变,故选项A错误,B正确;此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的,选项D正确。 答案:BCD SZ-LWH 谢谢各位的聆听！ SZ-LWH 29 星之所在 初音未来 Other 132264.0 $$