3.5多普勒效應(課件)-2021-2022學年高中物理課件（人教版2019選擇性必修第一冊）

第三章機械波3.5多普勒效應人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊CONTENTS01

多普勒效應02多普勒效應的應用03目錄典型例題04多普勒效應的解釋01

多普勒效應機

械

波聽【問題探究】

一列火車勻速駛過,這時站在路旁的工人師傅聽到火車聲聲波的頻率等于火車產生的聲波的頻率嗎?為什么?現象：當火車向你駛來時，感覺音調變高；當火車離你遠去時，感覺音調變低。（音調由頻率決定，頻率高音調高；頻率低音低）．原因:多普勒效應。多普勒效應：

當波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者會感到頻率發(fā)生變化的現象，叫多普勒效應.一、多普勒效應奧地利物理學家多普勒（1803——1853）看下面兩段錄像，注意仔細聽聲音

除音量大小以外的變化。02

多普勒效應的解釋機

械

波二、多普勒效應的解釋1）波源振動頻率f：波源單位時間內的振動次數2）接收器的接收頻率f′

:接收器單位時間接收到的完整波數目幾個基本概念波源的頻率f觀察者接收到的頻率

f’究竟運動和頻率的關系如何？1、當波源和觀察者都相對介質靜止時SA設波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′1、當波源和觀察者都相對介質靜止時2、波源相對介質不動

(1)觀察者朝波源運動時BAS設波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′2、波源相對介質不動

(1)觀察者朝波源運動時2、波源相對介質不動

(2)觀察者遠離波源運動時

BAS設波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′2、波源相對介質不動

(2)觀察者遠離波源運動時

3、觀察者不動

(1)波源向著觀察者運動時設波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′3、觀察者不動

(2)波源遠離觀察者運動時

設波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′究竟運動和頻率的關系波源的運動情況觀察者運動情況頻率的關系波源靜止觀察者靜止觀察者接收頻率波源的頻率波源靜止觀察者朝著波源運動波源靜止觀察者遠離波源運動波源朝著觀察者運動觀察者靜止波源遠離觀察者運動觀察者靜止★★★★★等于大于大于小于小于總之，當波源與觀察者有相對運動時：如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者相互遠離，觀察者接收到的頻率減小。生活中的多普勒效應注意：1、在多普勒效應中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對運動，觀察者感到頻率發(fā)生了變化．2、多普勒效應是波動過程共有的特征，不僅機械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應．03

多普勒效應的應用機

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波1.有經驗的鐵路工人可以從火車的汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢。有經驗的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時的尖叫聲判斷飛行的炮彈是接近還是遠去。三、多普勒效應的應用2.利用多普勒效應測速雷達測速儀：交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波（通常是紅外線），波被運動的汽車反射回來時，接收到的頻率發(fā)生變化，由此可指示汽車的速度。3.醫(yī)用“彩超”

醫(yī)生向人體內發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度。這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。4.測量其它星系向著還是遠離地球運動的速率理論和實驗都證明，光波或電磁波都有多普勒效應，多普勒效應在科學技術中也有著廣泛的應用。宇宙中的星球都在不停地運動。測量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時發(fā)光的頻率對照，就可以算出星球靠近或遠離我們的速度。哈勃望遠鏡拍攝星系5.軍事應用：脈沖多普勒雷達，多譜勒導航儀中國的殲20第五代隱身戰(zhàn)機中國的武直19武裝直升機光波的多普勒效應04

典

型

例

題機

械

波1.關于多普勒效應下列說法中正確的是（

）A、只有聲波才有多普勒效應B、光波也有多普勒效應C、只有機械波才有多普勒效應D、電磁波不能發(fā)生多普勒效應B2.(多選)關于多普勒效應,下列說法中正確的是(

)A.發(fā)生多普勒效應時,觀察者接收到的頻率和波源的頻率都變化了B.發(fā)生多普勒效應時,觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化,但波源的頻率不變C.多普勒效應是在波源與觀察者之間有相對運動時產生的D.多普勒效應是由奧地利物理學家多普勒首先發(fā)現的,它適用于一切波BCD3.下面哪些應用是利用了多普勒效應（

）A、利用地球上接收到遙遠天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速度B、交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波，波被運動的汽車反射回來，根據接受到的頻率發(fā)生的變化來知道汽車的速度C、鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運行情況D、有經驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲確定飛行炮彈是接近還是遠去ABD4.(多選)如圖所示,男同學站立不動吹口哨,一位女同學坐在秋千上來回擺動,下列關于女同學的感受的說法正確的是(

)A.女同學從A向B運動過程中,她感覺哨聲音調變高B.女同學從E向D運動過程中,她感覺哨聲音調變高C.女同學從C點向D點運動時,她感覺哨聲音調不變D.女同學從C點向B點運動時,她感覺哨聲音調變低AD5.如下圖由波源S發(fā)出的波某一時刻在介質平面中的情形，實線為波峰，虛線為波谷。設波源頻率為10Hz，且不運動，而觀察者1S內由A運動到B，觀察者接收到多少個完全波？設波速為340m/s。則要讓觀察者完全接受不到波，他要怎樣運動？B答案:接收9個完全波遠離波源以340m/s的速度運動6.

公路巡警開車在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查,在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個已知頻率的電磁波,結果該電磁波被那輛轎車反射回來時,巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低。(1)此現象屬于 (

)

A.波的衍射 B.波的干涉C.多普勒效應 D.波的反射(2)若該路段限速為100km/h,則轎車是否超速?(3)若轎車以20m/s的速度行進,反射回的頻率應怎樣變化?【解析】(1)選C。巡警車接收到的電磁波頻率