多普勒效應(yīng)和惠更原理斯

多普勒效應(yīng)

前面討論的波動過程，實(shí)際上都是假定波源與觀察者都是相對于介質(zhì)靜止的情形，所以觀察者接收到的波的頻率與波源的頻率相同的。如果波源與觀察者之間有相對運(yùn)動，將會發(fā)生什么？

例子：在日常生活中，常會遇到這種情形：當(dāng)一列火車迎面開來時，聽到火車汽笛的聲調(diào)變高，即頻率增大；當(dāng)火車遠(yuǎn)離而去時，聽到火車汽笛的聲調(diào)變低，即頻率減小。引言：奧地利物理學(xué)家多普勒（1803——1853）多普勒效應(yīng)波源與觀察者有相對運(yùn)動時，觀察者接收到的頻率與波源發(fā)射頻率不相同的現(xiàn)象。這是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)波源和觀察者靠近時，觀察到的頻率變大；遠(yuǎn)離時，觀察到的頻率變小V觀察者相對波源靜止:

V

V

V觀察波源不動,觀察者靠近波源:

V

V觀察波源不動,觀察者遠(yuǎn)離波源:問題：假定波源、觀察者的運(yùn)動發(fā)生在兩者的連線上波源相對介質(zhì)的速度波在介質(zhì)中的傳播速度波源振動的頻率（波的頻率）波源、觀察者有相對運(yùn)動與的關(guān)系觀察者相對介質(zhì)的速度介質(zhì)中某點(diǎn)振動的頻率觀察者探測的頻率求一、波源不動，而觀察者以速度相對于介質(zhì)運(yùn)動觀察者接收的頻率觀察者向波源運(yùn)動觀察者遠(yuǎn)離波源二、觀察者不動，波源相對介質(zhì)以速度運(yùn)動水波的多普勒效應(yīng)（波源向右運(yùn)動）

RuT·S

b此時介質(zhì)中的波長為

現(xiàn)在波的頻率為

波源向觀察者運(yùn)動觀察者接收的頻率波源遠(yuǎn)離觀察者

由于觀察者靜止，所以他接收到的頻率就是波的頻率，即，因此，

單位時間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)與實(shí)際通過的人數(shù)相同。

單位時間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)變多。

單位時間內(nèi)觀察者數(shù)得的人數(shù)變少。練習(xí)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒天氣雷達(dá)

多普勒頸腦血液測速儀

多普勒水流測速儀美國AH-64“阿帕奇”直升機(jī)

多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)法國幻影2000戰(zhàn)斗機(jī)GPS技術(shù)

(多普勒頻移觀測法)

練習(xí)：頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動.u以表示聲源的速度，V表示聲波的速度(u<V)，f表示接收器接收到的頻率.若u增大，則:

A.f增大,V增大

B.f增大,V不變

C.f不變,V增大

D.f減少,V不變

B惠更斯原理

克里斯蒂安·惠更斯惠更斯：(ChristianHuygens，

1629—1695)荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。1629年出生于海牙。1655年獲得法學(xué)博士學(xué)位。

1663年成為倫敦皇家學(xué)會的第一位外國會員?？死锼沟侔病せ莞故桥c牛頓同一時代的科學(xué)家，是歷史上最著名的物理學(xué)家之一，他對力學(xué)的發(fā)展和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻(xiàn)，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就，是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者。

一.惠更斯原理引言：

波在各向同性的均勻介質(zhì)中傳播時，波速、波振面形狀、波的傳播方向等均保持不變。但是，如果波在傳播過程中遇到障礙物或傳到不同介質(zhì)的界面時，則波速、波振面形狀、以及波的傳播方向等都要發(fā)生變化，產(chǎn)生反射、折射、衍射、散射等現(xiàn)象。在這種情況下，要通過求解波動方程來預(yù)言波的行為就比較復(fù)雜了?；莞乖硖峁┝艘环N定性的幾何作圖方法，在很廣泛的范圍內(nèi)解決了波的傳播方向等問題。波面和波線波面波線o波面波線球面波平面波波面：振動狀態(tài)相同的點(diǎn)所組成的面波線：與波面垂直代表波傳播方向的線原理的依據(jù)：

★

波動在介質(zhì)中是逐點(diǎn)傳播的★

各質(zhì)點(diǎn)作與波源完全相同的振動說明：②.知某一時刻波面，可用幾何方法決定下一時刻波面；①.

該原理對非均勻媒質(zhì)也成立，只是波面的形狀和傳播方向可能發(fā)生變化。(1)行進(jìn)中的波面上任意一點(diǎn)都可看作是新的子波源；(2)所有子波源各自向外發(fā)出許多子波；(3)各個子波所形成的包絡(luò)面，就是原波面在一定時間內(nèi)所傳播到的新波面?；莞乖恚呵蛎娌úㄔ?.......平面波.....傳播方向t+

t波面t

波面?zhèn)鞑シ较騮

波面t+

t波面u

tu

t用惠更斯原理解釋波的衍射現(xiàn)象

波在傳播過程中遇到障礙物時，能繞過障礙物的邊緣，在障礙物的陰影區(qū)內(nèi)繼續(xù)傳播.

波的衍射解釋

波達(dá)到狹縫處，縫上各點(diǎn)都可看作子波源，作出子波包絡(luò)面，得到新的波面。在縫的邊緣處，波的傳播方向發(fā)生改變。當(dāng)狹縫縮小，與波長相近時，衍射效果顯著。衍射現(xiàn)象是波動特征之一。A1介質(zhì)1介質(zhì)2A3B2B3C1ii'惠更斯原理解釋反射定律A1Medium1Me