内容正文:
2.6 多普勒效应
一、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时,注意到一个现象:在火车从身旁飞驰而过时,火车汽笛的音调发生了由高到低的变化.他经过认真的研究发现,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.后来这一现象就被命名为多普勒效应.
多普勒
奥地利物理学家,他于1842年第一次论证了相互转动的双星系统所发射的光的频率的微小变化,继而又讨论了声源与观察者之间相对运动时,观察者所接收的声波频率的变化。
C. Doppler, 1803-1853
多普勒效应的成因是什么呢?
分析:
1.波源S与观测者A相对于介质都静止.
2.波源相对于介质静止不动,观测者相对波源运动.
3.观测者相对介质静止,波源相对观测者运动.
1、当波源和观察者相对介质都静止不动
即二者没有相对运动时
单位时间内波源发出几个完全波,观察者在单位时间内就接收到几个完全波.观察者接收到的频率等于波源的频率.
二、多普勒效应的成因
2、波源相对介质不动,观察者朝波源运动时
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大.
3、观察者不动,波源靠近观察者运动时
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增加,即接收到的频率增大.
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s1
s2
观察者接收的频率
观察者远离波源
1、 波源不动,观察者相对介质以速度 运动
观察者向波源运动
探索发现
当观测者与波源两者相互接近时,接收到的频率将大于波源的频率;当两者远离时,接收到的频率将小于波源的频率.
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.
练习
单位时间内观察者数得的人数与实际通过的人数相同。
单位时间内观察者数得的人数变多。
单位时间内观察者数得的人数变少。
4.当波源与观察者相互接近,观察者接收到的频率增大;二者远离,观察者接收到的频率减小.
2.速度均沿波源和观察者的连线.
1.u为波速,vr是观察者的速度,vs是波源的速度,观察者靠近波源时取正,远离取负;波源向观察者靠近时取负,远离时取正.
3. 适用条件:vr、vs均小于波速u.
三、多普勒效应的频率公式
四、多普勒效应是波动特征,根本原因