3.6多普勒效应 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

null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。 nullnullnullnullnullnull第三章 机械波 High school physics 了解多普勒效应在生活中的应用，会用多普勒效应解释一些物理现象。 02 通过观察和分析知道什么是多普勒效应，理解多普勒效应的形成原因。 01 重点 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 声音是如何产生的？ 物体的振动 公司logo 公司logo 知识回顾 多 普 勒 效 应 01 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 观察与思考 (2)实际上警笛的音调会变化吗？ 警笛 f振动 没有变化，故音调不变 f振动大，音调高 f振动小，音调低 f振动与音调的关系 公司logo 公司logo 观察与思考 音调变化 声波的频率 发生变化 说明 警车鸣笛声的 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。 导致 (3)听到音调发生变化的原因是什么？ 奥地利科学家多普勒 C.Doppler, 1803—1853 公司logo 公司logo 观察与思考 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。 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 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 (1)波源不动， 观察者向波源靠近 公司logo 公司logo 核心知识 f观察者＞f波源 (2)观察者不动， 波源向观察者靠近 2.波源与观察者波相互接近时 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 (1)观察者不动， 波源远离观察者 公司logo 公司logo 核心知识 f观察者＜f波源 (2)波源不动， 观察者远离波源 3.波源与观察者波相互远离时 公司logo 公司logo 核心知识 只要观察者与波源发生相对运动，就会产生多普勒效应，这种说法对吗？为什么？ 答案　不对，如果观察者绕着波源做圆周运动，虽然两者间发生了相对运动，但观察者接收的频率与波源发出的频率依然相等，并未发生多普勒效应。 公司logo 公司logo 讨论交流 1.(来自鲁科教材)关于多普勒效应，下列说法正确的是 A.多普勒效应是由波的干涉引起的 B.多普勒效应说明波源的频率在发生改变 C.多普勒效应是由波源与观察者间的相对运动引起的 D.只有声波可产生多普勒效应 √ 例题 2. (2024·广安市高二月考)春节假期，小明及其家长坐在客厅沙发上用电视机观看某科幻电影，情节紧张刺激、扣人心弦，与此同时，来访的亲友快步向客厅走来，小明家长快步前去迎接，对于电视机发出的声音，小明听到的声音频率为f1，来访的亲友听到的声音频率为f2，小明家长听到的声音频率为f3，则下列说法正确的是 A.f1>f2>f3 B.f2>f3>f1 C.f2>f1>f3 D.f3>f2>f1 √ 例题 设电视机发出声音的频率为f0，由题意可知小明相对于电视机静止不动，则有f1=f0， 来访的亲友在靠近电视机，根据多普勒效应可知f2>f0， 小明家长在远离电视机，根据多普勒效应可知f3<f0， 则有f2>f1>f3。 相对位置 图示 结论 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   若靠近波源，由A→B，则 f观察者>f波源，音调变高； 若远离波源，由A→C，则 f观察者<f波源，音调变低 1.相对位置变化与频率的关系 公司logo 公司logo 总结提升 相对位置 图示 结论 观察者A不动，波源S运动，由S→S'   f观察者>f波源，音调升高 公司logo 公司logo 总结提升 2.成因归纳 (1)根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动，且两者间距发生变化。 (2)发生多普勒效应时，波源的频率保持不变，只是观察者接收到的频率发生了变化。 公司logo 公司logo 总结提升 多普勒效应的应用 02 利用多普勒效应检测血流速度 将超声波辐射到体内，它被流动的血液反射，回波发生频率的变化，根据频率变化量可得出血液流速信息；再给血流信号加上色彩，显示在屏幕上，即可实时观察体内血流状态，这就是现在所说的彩色超声波检测仪，简称彩超。 经颅多普勒检查 彩超 公司logo 公司logo 核心知识 在天文学上，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度。 天眼利用多普勒效应观察其他星系 利用多普勒效应判断星球速度 公司logo 公司logo 核心知识 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” 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。 公司logo 公司logo 核心知识 模拟光的红移现象 利用多普勒效应测车辆速度 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。 利用多普勒效应测水流速度 公司logo 公司logo 核心知识 3.宇宙中的星球都在不停地运动。测量某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，就可以算出该星球靠近或远离我们的速度。其运用的原理是 A.波的干涉 B.波的衍射 C.波的反射 D.多普勒效应 星球靠近或远离我们时，会产生多普勒效应，当地球上测量者接收到的频率小于发出频率时，星球离我们而去；若接收到的频率大于发出频率时，则星球向我们靠近，并能算出星球靠近或远离我们的速度。故选D。 √ 例题 4. (2024·宜宾市高二月考)公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，该电磁波被轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低。 (1)若该路段限速为100 km/h，则轿车是否超速？ (2)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的波的频率应怎样变化？ 答案　(1)超速　 (2)比发出时高 例题 (1)巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离；而巡警车车速恒定，以100 km/h的速度在轿车后面行驶，可判断轿车车速比巡警车车速大，故轿车超速。 (2)若该轿车以20 m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的电磁波的频率应比发出时高。 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 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! FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com $null