第3章 第5节 多普勒效应(Word版)-【满分思维·一本通】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册(人教版)
5 多普勒效应
知识点一 多普勒效应
1.多普勒效应
1842年,奥地利物理学家多普勒发现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。
2.多普勒效应产生的原因
(1)当波源与观察者相对静止时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的,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接近时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加,观测到的频率增加;反之,当波源与观察者相互远离时,观测到的频率减小。
3.观察者与波源相对位置变化与频率的关系
相对位置 | 图示 | 结论 |
波源S和A处观察者相对静止,如图所示 | f观察者=f波源,音调不变 | |
波源S不动,A处观察者运动,由A→B或A→C,如图所示 | 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 | |
A处观察者不动,波源S运动,由S→S',如图所示 | f观察者>f波源,音调变高 |
知识点二 多普勒效应的应用
1.利用多普勒测速仪测速
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交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波,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。装有多普勒测速仪的监视器可以装在公路上方,在测速的同时把车辆牌号拍摄下来,并把测得的速度自动打印在照片上。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。
2.利用超声波测血流速度
医生向人体发射频率已知的超声波,测出被血流反射后的波的频率变化,就可知道血流的速度。
3.利用光波的频率变化,可以计算出星球靠近或远离我们的速度。
4.电磁波的多普勒效应为跟踪目标物(如导弹、云层等)提供了一种简单的方法,在军事、航天、气象预报等领域有了广泛的应用。
培优点1 多普勒效应问题的分析
[典例1] (2025·山东济南高二统考)关于多普勒效应,下列说法正确的是( )
A.发生多普勒效应时,波源的频率发生了变化
B.要发生多普勒效应,波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化
C.火车向你驶来时,你听到的汽笛声的音调变低,火车离你远去时,你听到的汽笛声的音调变高
D.只有声波才能发生多普勒效应
[解析] 发生多普勒效应时,波源的频率并没有发生变化,波源和观察者必须有相对运动,且两者间距发生变化才能发生多普勒效应,故A错误,B正确;根据多普勒效应可知,当波源和观察者间距变小,观察者接收到的频率一定比波源的频率高,听到的声音的音调变高,当波源和观察者间距变大,观察者接收到的频率一定比波源的频率低,听到的声音的音调变低,故C错误;所有波都能发生多普勒效应,故D错误。
[答案] B
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