多普勒效應(yīng)課件

新知導(dǎo)入

仔細(xì)聽(tīng)急救車(chē)的鳴笛聲，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象：當(dāng)車(chē)從你身邊疾馳而過(guò)的時(shí)候，鳴笛的音調(diào)會(huì)由高變低。這到底是怎么回事？新知導(dǎo)入飛機(jī)飛近時(shí)，轟鳴聲越來(lái)越尖銳；飛機(jī)飛遠(yuǎn)時(shí)，轟鳴聲越來(lái)嘶啞。聽(tīng)聲音的變化（頻率高）（頻率低）列車(chē)靠近時(shí)，鳴笛聲越來(lái)越尖銳；列車(chē)遠(yuǎn)離時(shí)，鳴笛聲越來(lái)越低沉。（頻率高）（頻率低）

同一聲音為什么會(huì)產(chǎn)生不同的聽(tīng)覺(jué)效果？么呢？1982年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時(shí)就注意到了類(lèi)似上面描述的現(xiàn)象。他經(jīng)過(guò)認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)波源與觀察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化。人們把這種現(xiàn)象叫作多普勒效應(yīng)。新知講解一、多普勒效應(yīng)演示：蜂鳴器音調(diào)的變化

將一個(gè)以電池為電源的蜂鳴器固定在長(zhǎng)竹竿的一端，閉合開(kāi)關(guān)后聽(tīng)一聽(tīng)它發(fā)出的聲音。請(qǐng)一位同學(xué)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速轉(zhuǎn)動(dòng)（圖3.5-1），在幾米之外聽(tīng)它的聲音有什么變化。圖3.5-1蜂鳴器音調(diào)的變化

要了解多普勒效應(yīng)，可以做如下的模擬實(shí)驗(yàn)。讓一隊(duì)人沿路行走，觀察者站在路旁不動(dòng)，假設(shè)每分鐘有30個(gè)人從他身邊通過(guò)（圖3.5-2甲），這種情況下的“過(guò)人頻率”是30人/分。如果觀察者逆著隊(duì)伍行走，每分鐘與觀察者相遇的人數(shù)增加，也就是頻率增加（圖3.5-2乙）；反之，如果觀察者順著隊(duì)伍行走，頻率降低。多普勒效應(yīng)圖3.5-2多普勒效應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)甲乙丙觀察者靜止不動(dòng)，數(shù)經(jīng)過(guò)的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘假設(shè)有30個(gè)人經(jīng)過(guò)。這種情況下的“過(guò)人頻率”是30人每分。在這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)中，人不表示介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)，只代表傳播中的波峰或波谷，于是“過(guò)人頻率”就代表波的頻率。f測(cè)=f源v測(cè)=0①觀測(cè)者靜止當(dāng)觀察者逆著隊(duì)伍行走時(shí)，數(shù)經(jīng)過(guò)的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將大于30個(gè)人經(jīng)過(guò)。f測(cè)>

f源v測(cè)→②觀測(cè)者靠近波源當(dāng)觀察者逆著隊(duì)伍行走時(shí)，數(shù)經(jīng)過(guò)的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將小于30個(gè)人經(jīng)過(guò)。f測(cè)<

f源v測(cè)→③觀測(cè)者遠(yuǎn)離波源

我們可以這樣理解聲波的多普勒效應(yīng)：當(dāng)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，1s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是一定的，觀察者觀測(cè)到的頻率等于波源的頻率；當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，1s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目增加，觀察者觀測(cè)到的頻率增加；反之，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀測(cè)到的頻率變小。多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象：①觀察者與波源均相對(duì)于介質(zhì)靜止時(shí)：②觀察者與波源相互接近時(shí)：③觀察者與波源相互遠(yuǎn)離時(shí)：

多普勒效應(yīng)是波特有的現(xiàn)象：

不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)的形成原因：

聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波，頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)。

而接收者聽(tīng)到的聲音的音調(diào)，是由接收者接收到的頻率決定的，即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。（1）觀察者靠近波源運(yùn)動(dòng)（2）觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)①波源不動(dòng)，觀察者相對(duì)波源運(yùn)動(dòng)②觀察者不動(dòng)，波源相對(duì)觀察者運(yùn)動(dòng)（1）波源靠近觀察者運(yùn)動(dòng)（2）波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)多普勒效應(yīng)中觀測(cè)頻率的計(jì)算

思考討論

固定在振動(dòng)片上的金屬絲周期性觸動(dòng)水面可以形成水波。當(dāng)振動(dòng)片在水面上移動(dòng)時(shí)拍得一副如圖3.5-3所示的照片，顯示出此時(shí)波的圖樣。有照片是否可知，振動(dòng)片正在向圖中哪個(gè)方向移動(dòng)？單位時(shí)間內(nèi)是水波槽左邊接收完全波個(gè)數(shù)多還是右邊接收完全波個(gè)數(shù)多？圖3.5-3例題例：公路巡警開(kāi)車(chē)在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車(chē)道上警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)已知頻率的超聲波，如果該超聲波被那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí)，警車(chē)接收到的超聲波頻率比發(fā)出時(shí)低，說(shuō)明那輛轎車(chē)的車(chē)速（

）A、等于100km/h

B、低于100km/hC、高于100km/h

D、無(wú)法確定C新知講解二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用①交通警察利用多普勒效應(yīng)測(cè)速。②利于多普勒測(cè)速儀測(cè)量水在海底的流速，為養(yǎng)殖場(chǎng)尋找合適貝類(lèi)生長(zhǎng)的場(chǎng)所。③醫(yī)療：醫(yī)院里用超聲波，通過(guò)測(cè)定反射波的頻率變化，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。④用多普勒效應(yīng)測(cè)量其它星系向著還是遠(yuǎn)離地球運(yùn)動(dòng)的速率。⑤應(yīng)用多普勒效應(yīng)還可以跟蹤人造地球衛(wèi)星。⑥軍事應(yīng)用：多譜勒導(dǎo)航儀、脈沖多普勒雷達(dá)等?？偨Y(jié)提升多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)現(xiàn)象形成原因多普勒效應(yīng)的應(yīng)用應(yīng)用課堂檢測(cè)【練習(xí)1】下面說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A、發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了B、多普勒效應(yīng)是波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的C、多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的D、發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化A課堂檢測(cè)【練習(xí)2】關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（

）A、只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)B、多普勒效應(yīng)說(shuō)明波源的頻率發(fā)生改變C、多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的D、多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的D【練習(xí)3】（多選）火車(chē)上有一個(gè)聲源發(fā)出頻率一定的樂(lè)音。當(dāng)火車(chē)靜止時(shí)、觀察者也靜止時(shí)，觀察者聽(tīng)到并記住了這個(gè)樂(lè)音的音調(diào)。以下那種情況中，觀察者聽(tīng)到這個(gè)樂(lè)音的音調(diào)比原來(lái)高（

）A、觀察者靜止，火車(chē)向他駛來(lái)B、觀察者靜止，火車(chē)離他駛?cè)、火車(chē)靜止時(shí)，觀察者乘汽車(chē)向著火車(chē)運(yùn)動(dòng)D、火車(chē)靜止時(shí)，觀察者乘汽車(chē)遠(yuǎn)離火車(chē)運(yùn)動(dòng)AC課堂檢測(cè)課堂檢測(cè)【練習(xí)4】