大學(xué)物理多普勒效應(yīng)課堂PPT

1、第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1發(fā)射頻率發(fā)射頻率s接收頻率接收頻率 人耳聽(tīng)到的聲音的頻率與聲源的頻率人耳聽(tīng)到的聲音的頻率與聲源的頻率一定相同嗎？一定相同嗎？s?討論討論第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2一一 波源不動(dòng)波源不動(dòng), ,觀察者相對(duì)介質(zhì)以觀察者相對(duì)介質(zhì)以 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)0v第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版3 接收頻率接收頻率單位時(shí)間內(nèi)觀測(cè)者接收到單位時(shí)間內(nèi)觀測(cè)者接收到的振動(dòng)次數(shù)或完整波數(shù)的振動(dòng)次數(shù)或完整波數(shù).只有波源與觀察者相對(duì)靜

2、止時(shí)才相等只有波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)才相等.發(fā)射頻率發(fā)射頻率s接收頻率接收頻率s?第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版4觀察者接收的頻率觀察者接收的頻率 uu0v觀察者觀察者向向波源運(yùn)動(dòng)波源運(yùn)動(dòng)觀察者觀察者遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)波源運(yùn)動(dòng)uu0v第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版5二二 觀察者不動(dòng)觀察者不動(dòng), ,波源相對(duì)介質(zhì)以波源相對(duì)介質(zhì)以 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)sv第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版6bas stsvutuuttbsvsvvuututs1第十章第

3、十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版7svuu波源波源向向觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者接收的頻率觀察者接收的頻率 波源波源遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者運(yùn)動(dòng)svuubas stsv第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版8三三 波源與觀察者同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)波源與觀察者同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)),(0svvs0vvuu 0v觀察者觀察者向向波源運(yùn)動(dòng)波源運(yùn)動(dòng) + + ，遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 - - 波源波源向向觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者運(yùn)動(dòng) - - ，遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 + + sv第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第

4、五版第五版9若波源與觀察者不沿二者連線運(yùn)動(dòng)若波源與觀察者不沿二者連線運(yùn)動(dòng)ovsvovsvs0vvuu 第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版10 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，所有波前將聚集在一個(gè)時(shí)，所有波前將聚集在一個(gè)圓錐面上，波的能量高度集中形成圓錐面上，波的能量高度集中形成沖擊波沖擊波或或激波激波，如核爆炸、超音速飛行等，如核爆炸、超音速飛行等.usvtsv1p2put第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版11( (5) )衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)等衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)等. .( (1) )交通上測(cè)量車速；交通上測(cè)量車速；( (2)

5、 )醫(yī)學(xué)上用于測(cè)量血流速度；醫(yī)學(xué)上用于測(cè)量血流速度；( (3) )天文學(xué)家利用電磁波紅移說(shuō)明大爆炸理論；天文學(xué)家利用電磁波紅移說(shuō)明大爆炸理論；( (4) )用于貴重物品、機(jī)密室的防盜系統(tǒng)；用于貴重物品、機(jī)密室的防盜系統(tǒng)；多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒效應(yīng)的應(yīng)用第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版12 例例1 a、b 為兩個(gè)汽笛，其頻率皆為為兩個(gè)汽笛，其頻率皆為500 hz，a 靜止靜止，b 以以 的速率向右運(yùn)動(dòng)的速率向右運(yùn)動(dòng). 在兩個(gè)汽笛之間有一觀察者在兩個(gè)汽笛之間有一觀察者o，以，以 的的速度也向右運(yùn)動(dòng)速度也向右運(yùn)動(dòng). . 已知空氣中的聲速已知空氣中

6、的聲速為為 , ,求：求：( (1) )觀察者聽(tīng)到來(lái)自觀察者聽(tīng)到來(lái)自a的頻率；的頻率；( (2) )觀察者聽(tīng)到來(lái)自觀察者聽(tīng)到來(lái)自b的頻率；的頻率；( (3) )觀察者聽(tīng)到的拍頻觀察者聽(tīng)到的拍頻.aobovsbv1sm601sm301sm330第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版13s0vvuu ( (1) )已知已知hz5 .45450033030330解解 -1sbsa-1sm60, 0,sm330vvuaobovsbv第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版14hz5 .461500603303

7、0330 ( (3) ) 觀察者聽(tīng)到的拍頻觀察者聽(tīng)到的拍頻hz7 ( (2) ) 觀察者聽(tīng)到來(lái)自觀察者聽(tīng)到來(lái)自b 的頻率的頻率aobovsbv第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版15 例例2 利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測(cè)車速，固定波利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測(cè)車速，固定波源發(fā)出頻率為源發(fā)出頻率為 的超聲波，當(dāng)汽車向的超聲波，當(dāng)汽車向波源行駛時(shí)，與波源安裝在一起的接收器接收波源行駛時(shí)，與波源安裝在一起的接收器接收到從汽車反射回來(lái)的波的頻率為到從汽車反射回來(lái)的波的頻率為 .已知空氣中的聲速已知空氣中的聲速 ， 求求車速車速. khz100khz1101sm330u0v

8、第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版16 解解 ( (1) )車為接收器車為接收器uu0v車速車速1s0hkm8 .56uvv( (2) )車為波源車為波源svuus0vvuu0v第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版17 例例3 利用多普勒效應(yīng)測(cè)飛行的高度利用多普勒效應(yīng)測(cè)飛行的高度. 飛飛機(jī)在上空以速度機(jī)在上空以速度 沿水平直線飛沿水平直線飛行行, , 發(fā)出頻率為發(fā)出頻率為 的聲波的聲波 . 當(dāng)飛當(dāng)飛機(jī)越過(guò)靜止于地面的觀察者上空時(shí)機(jī)越過(guò)靜止于地面的觀察者上空時(shí)， 觀察者觀察者在在4s 內(nèi)測(cè)出的頻

9、率由內(nèi)測(cè)出的頻率由 降為降為 . 已知聲波在空氣中的速度為已知聲波在空氣中的速度為 . 試求飛機(jī)的飛行高度試求飛機(jī)的飛行高度h.1ssm200vhz00020hz40021hz600121sm330u第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版18解解 如圖，飛機(jī)在如圖，飛機(jī)在4s內(nèi)經(jīng)過(guò)的距離為內(nèi)經(jīng)過(guò)的距離為abcossvvaccossvvbc1ssm200vhz00020hz40021hz600121sm330u已知已知求求h)cot(cotshtabvhab)(sv第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版19275. 0coss101u413. 0coss220um1008. 1cos1coscos1coscotcot322sstth0s0ac1cosvvuuuu0s0bc2cosvvuuuu第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2010-2 10-2 平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)