多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用課件高二上學(xué)期物理選擇性

第三章

機械波第4節(jié)多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用1.了解多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象；2.理解多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因；3.了解多普勒效應(yīng)的應(yīng)用。思考：當(dāng)車或飛機從你身邊疾馳而過的時候,

音調(diào)會由高變低。你知道這到底是怎么回事嗎？【視頻：火車、汽車的笛聲以及飛機的轟鳴聲】1.定義：由于波源和觀察者之間有相對運動而使觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。它是奧地利科學(xué)家多普勒發(fā)現(xiàn)的。多普勒現(xiàn)象模擬圖2多普勒現(xiàn)象模擬圖1一、多普勒效應(yīng)演示：蜂鳴器音調(diào)的變化將蜂鳴器固定在一長竹桿的一端，然后用竹桿將蜂鳴器舉起，并在頭上快速旋轉(zhuǎn)。【視頻：蜂鳴器音調(diào)的變化】為了進(jìn)一步理解多普勒效應(yīng)，可做這樣一個模擬實驗：1.波源和觀察者相對靜止時，觀察者接收頻率與波源發(fā)出頻率的關(guān)系？2.波源和觀察者相對運動時？（1）相互靠近時？（2）相互遠(yuǎn)離時？多普勒效應(yīng)分析：

當(dāng)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；如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小結(jié)論：2.多普勒效應(yīng)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(yīng)注意：1.在多普勒效應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的原因(1)波源與觀察者相對靜止時,單位時間內(nèi)觀察者接收到的完整波的個數(shù)是一定的,觀察者觀測到頻率等于波源振動的頻率。(2)波源與觀察者相互靠近時,單位時間內(nèi)觀察者接收到的完整波的個數(shù)增加,觀察者觀測到的頻率大于波源的頻率,即觀察到的頻率增大。(3)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時,單位時間內(nèi)觀察者接收到的完整波的個數(shù)減少,觀察者觀測到的頻率小于波源的頻率,即觀察到的頻率變小。說明：聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的頻率，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的．只要觀察者與波源發(fā)生相對運動，就會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，觀測到的頻率就大于波源振動的頻率，這種說法對嗎？為什么？多普勒效應(yīng)是觀察者與波源間的相對距離發(fā)生變化時產(chǎn)生的。不對，如果觀察者繞著波源做圓周運動，雖然兩者間發(fā)生了相對運動，但觀察者接收的頻率與波源發(fā)出的頻率依然相等，并未發(fā)生多普勒效應(yīng)。相對位置圖示結(jié)論(頻率、音調(diào)、波面)波源S和觀察者A相對靜止

f觀察者＝f波源，音調(diào)不變波源S不動，觀察者A運動，由A→B或A→C

由A→B，f觀察者>f波源，音調(diào)升高由A→C，f觀察者<f波源，音調(diào)降低觀察者A不動，波源S運動，由S→S′，接近觀察者或遠(yuǎn)離觀察者

波源向哪運動，哪個方向波面被壓縮較密集接近觀察者，f觀察者>f波源，音調(diào)升高遠(yuǎn)離觀察者，f觀察者<f波源，音調(diào)降低1.測速度：交通警察使用多普勒測速儀向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的無線電波，同時測量

的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。利用多普勒測速儀還可以測量水在海底的流速，為養(yǎng)殖場尋找適合貝類生長的場所。反射波知識點二：多普勒效應(yīng)的應(yīng)用2.測血流速度：醫(yī)生使用彩色超聲多普勒診斷儀向人體內(nèi)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

，就可得血流速度。這種方法俗稱為“彩超”。頻率變化3.跟蹤目的物(如導(dǎo)彈、云層等)。1.關(guān)于多普勒效應(yīng)的敘述，下列說法正確的是（）A.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源頻率發(fā)生了變化B.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是觀察者和波源之間發(fā)生了相對運動且兩者間

距發(fā)生變化C.甲乙兩車相向行駛，兩車均鳴笛，且發(fā)出的笛聲頻率相同，乙車中的

某旅客聽到的甲車笛聲頻率低于他聽到的乙車笛聲頻率D.波源靜止時，不論觀察者是靜止的還是運動的，觀察者聽到的笛聲頻

率都是相同的B2.(多選)如圖所示是一波源O做勻速直線運動時在均勻介質(zhì)中產(chǎn)生球面波的情況，則（）A.該波源正在移向a點B.該波源正在移向b點C.在a處觀察，波的頻率變低D.在b處觀察，波的頻率變低AD3.單音源發(fā)生器裝置在小車上，其發(fā)音頻率為f0。圖(a)中小車沿一圓形跑道做勻速圓周運動，觀察者甲靜止于圓心處，測得頻率為f1；圖(b)中小車沿直線向左勻速運動，觀察者乙、丙靜止于該直線上，丙在乙的右側(cè)，觀察者乙測得頻率為f2，觀察者丙測得頻率為f3，則（）A.f1>f0>f2>f3B.f1＝f0>f2>f3C.f1＝f0>f2＝f3D.f1時而大于f0時而小于f0，f2＝f3C4.如圖，安裝在公路旁的多普勒測速儀，它向行駛中的車輛發(fā)射已知頻率的超聲波，并接收被車輛反射回來的反射波，當(dāng)某汽車遠(yuǎn)離測速儀時，測速儀接收到的被該汽車反射回來的反射波與測速儀發(fā)出的超聲波相比（）A.頻率不變，波速不變B.頻率變小，波速不變C.頻率變小，波速變小D.頻率變大，波速變大B5.汽車無人駕駛技術(shù)已逐漸成熟，最常用的是ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，它可以控制無人車在前車減速時自動減速、前車加速時自動跟上去。其使用的傳感器主要是毫米波雷達(dá)，該雷達(dá)會發(fā)射和接收調(diào)制過的無線電波，再通過因波的時間差和多普勒效應(yīng)造成的頻率變化來測量目標(biāo)的相對距離和相對速度。若該雷達(dá)發(fā)射的無線電波的頻率為f，接收到的回波的頻率為f′，則（）A.當(dāng)f＝f′時，表明前車與無人車