3.4 多普勒效应及其应用 课件-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

通过查阅资料，知道多普勒效应在生产生活中的应用，并会解释有关现象 02 观察生活实例，认识多普勒效应。会分析多普勒效应产生的原因 01 重点 2、音调的高低与振动的频率 有什么关系？ 音调高 振动频率大 音调低 振动频率小 1、声音是如何产生的？ 物体的振动 请欣赏第五元素的海豚音片段 公司logo 公司logo 知识回顾 请侧耳倾听 声音有什么变化? 公司logo 公司logo 情境导入 多普勒效应 01 公司logo 公司logo 思考与讨论 警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化。思考下列问题： (1)你听到警笛的音调有何不同？ 答案　警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低 公司logo 公司logo 思考与讨论 (2)实际上警笛的音调会变化吗？ 答案　实际上警笛的音调不会变化 音调变化 声波的频率发生变化 说明 救护车鸣笛声的频率并没有变化 是观察者接收到的波的频率发生变化 警车与观察者之间相对运动。 奥地利科学家多普勒 C.Doppler, 1803—1853 导致 公司logo 公司logo 思考与讨论 因波源与观察者之间有相对运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象，称为多普勒效应。 多普勒效应 公司logo 公司logo 核心知识 1.波源与观察者没有发生相对运动时 多普勒效应产生的原因 f观察者=f波源 音调不变 公司logo 公司logo 核心知识 2.波源与观察者波相互接近时 f观察者＞f波源 音调升高 (1)波源不动，观察者向波源靠近 公司logo 公司logo 核心知识 2.波源与观察者波相互接近时 f观察者＞f波源 音调升高 (2) 观察者不动，波源向观察者靠近 公司logo 公司logo 核心知识 3.波源与观察者波相互远离时 f观察者＜f波源 音调降低 (2) 观察者不动，波源远离观察者 公司logo 公司logo 核心知识 3.波源与观察者波相互远离时 f观察者＜f波源 音调降低 (2) 波源不动，观察者远离波源 公司logo 公司logo 核心知识 1.关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是 A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 B.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动且两 者间距发生变化 C.甲乙两车相向行驶，两车均鸣笛，且发出的笛声频率相同，乙车 中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率 D.波源静止时，不论观察者是静止的还是运动的，观察者听到的笛 声频率都是相同的 √ 例题 产生多普勒效应的原因是观察者与波源之间发生了相对运动且距离发生变化，使观察者接收到的波的频率与波源频率不相同的现象，故A、D错误，B正确； 当观察者与波源接近时，观察者接收到的波的频率变大，乙车中乘客听到的甲车笛声频率应高于听到的乙车笛声频率，故C错误。 2.(多选)如图所示是一波源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 √ √ 波源到a方向的波峰(或密部)的数目增加，说明波源在向a点移动，故A正确，B错误；波源靠近a处，远离b处，所以在a处观察，波的频率变高，在b处观察，波的频率变低，故C错误，D正确。 例题 相对位置 图示 结论(频率、音调、波面) 波源S和观察者A相对静止   f观察者=f波源，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C   由A→B，f观察者>f波源，音调升高 由A→C，f观察者<f波源，音调降低 公司logo 公司logo 总结提升 相对位置 图示 结论(频率、音调、波面) 观察者A不动，波源S运动，由S→S'，接近观察者或远离观察者   波源向哪运动，哪个方向波面被压缩较密集 接近观察者，f观察者>f波源，音调升高 远离观察者，f观察者<f波源，音调降低 公司logo 公司logo 总结提升 多普勒效应的应用 02 测速度 根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 发射频率已知的无线电波 测量反射波的频率 公司logo 公司logo 核心知识 利用多普勒测速仪还可以测量水在海底的流速，为养殖场寻找适合贝类生长的场所。 公司logo 公司logo 核心知识 测血流速度 医生使用彩色超声多普勒诊断仪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，就可得血流速度。这种方法俗称为“彩超” 经颅多普勒检查 彩超 公司logo 公司logo 核心知识 跟踪目的物 当目的物从远处飞向地面监测站上空，或从地面监测站上空飞向远处时，监测站根据发射与接收到的反射波频率变化。确定目的物的距离、方位、速度等。 公司logo 公司logo 核心知识 美国AH-64“阿帕奇”直升机 法国幻影2000战斗机 多普勒导航系统 公司logo 公司logo 核心知识 测星球速度 公司logo 公司logo 核心知识 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，可得星球靠近或远离我们的速度。 天眼利用多普勒效应观察其他星系 公司logo 公司logo 核心知识 利用多普勒效应，当星球靠近我们时所观察的现象称为“蓝移”现象，远离时称为“红移”现象。 距离不变 相互远离 相互靠近 观测的频率小于静止时发光频率 观测的频率大于静止时发光频率 观测的频率等于静止时发光频率 “蓝移” “红移” 公司logo 公司logo 核心知识 3.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去，这里用到的物理原理是声波的 A.共振 B.干涉 C.衍射 D.多普勒效应 观测者与声源之间有相对运动时，观测者接收到的频率与声源的频率不同，这种现象称为波的多普勒效应，有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去即利用了声波的多普勒效应，故选D。 √ 例题 √ 4.汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制系统，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f'，则 A.当f=f'时，表明前车与无人车速度相同 B.当f=f'时，表明前车一定处于静止状态 C.当f'>f时，表明前车在加速行驶 D.当f'<f时，表明前车在减速行驶 例题 当波源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和波源发出的频率相等，故当f=f'时，说明两者之间的距离不变，表明前车与无人车的速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误； 当f'>f时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C错误； 当f'<f时，说明接收到的频率减小，说明两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误。 多普勒效应及其应用 多普勒效应 多普勒效应的应用 定义 产生原因 测速度 测血流速度 跟踪目的物 测星球速度 波源与观察者相对静止，而使f观察者=f波源 波源与观察者有相对运动，而使f观察者≠f波源 波源与观察者相互靠近，而使f观察者>f波源 波源与观察者相互远离，而使f观察者<f波源 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.46.101 $nullnullnullnullnullnullnull整个的宇宙也能判断宇宙究竟有多大，在干什么。人们依据的是多普勒原理，声音会在运动方向不同时发生变化。高亢代表靠近，低沉就是离远。光也是一种波，因此也有这个特征，只不过光是以颜色来表现。当一个天体向我们运动时，光谱中的颜色向蓝色端移动，而反之，颜色向红色端移动。一个叫做哈勃的美国人发现了所有星系光谱的共性，这就是在大尺度上，光谱都无一例外地向红端移动。于是他宣布，相互远离是宇宙的基本运动，宇宙像气球一样在膨胀，发现宇宙在长大，其实也就是发现了宇宙曾经很小，并且也能判断他的年龄。爱因斯坦的相对论则论证宇宙的全部物质大约在150亿年前全部浓缩在一个。