内容正文:
第三章 机械波
§3.5 多普勒效应
学习目标
(1)通过实验了解多普勒效应及其产生的原因,知道多普勒效应是波特有的现象。
(2)知道多普勒效应的简单应用。
一、多普勒效应
问题:当车从你身边疾驰而过的时候,鸣笛的音调会如何变化?
一、多普勒效应
一、多普勒效应
1.定义: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。人们把这种现象叫作多普勒效应。
1842年,奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步就注意到了类似的现象。
注意:波源产生的波的频率并没有变化,而是观察者接受的波的频率变化了。
2.多普勒效应的特点:
一、多普勒效应
甲:观察者静止不动,数经过的队伍中的人数,每分钟假设有30个人经过。
乙: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。
丙: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。
一、多普勒效应
2.多普勒效应的特点:
(1)波源与观察者相对静止时,观测到的频率等于波源振动的频率。
(2)当波源与观察者相互靠近时,观测到的频率增加。
(3)当波源与观察者相互远离时,观测到的频率变小。
观察水波的多普勒效应
一、多普勒效应
3.产生多普勒效应的两种情况:
(1)波源不动,观察者运动:
观察到的波长不变,频率改变。
①观察者靠近波源:
②观察者远离波源:
(2)观察者不动,波源运动:
观察到的频率不变,波长改变。
①波源靠近观察者
②波源远离观察者
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;如果二者远离,观察者接收到的频率减小。
二、多普勒效应的应用
与衍射、干涉相同,多普勒效应也是波特有的现象,一切波如声波、水波、电磁波等都能发生多普勒效应。
1.交通——多普勒测速仪:
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.医疗——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。
3.科学研究——研究天体的运动:
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。
二、多普勒效应的应用
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