多普勒效應(yīng)-精選課件

§7多普勒效應(yīng)一、關(guān)于二、機(jī)械波的多普勒效應(yīng)三、需要說明的問題1§7多普勒效應(yīng)一、關(guān)于二、機(jī)械波的多普勒效應(yīng)1

多普勒效應(yīng)

由于波源、探測器的相對運(yùn)動而引起探測的頻率與波源發(fā)射的頻率不等的現(xiàn)象2多普勒效應(yīng)2一、關(guān)于波速與介質(zhì)和波的類型有關(guān)而與波源無關(guān)波一旦從振源發(fā)出就忘記了自己的來源而以介質(zhì)給定的特定速度在介質(zhì)中傳播或換言之：3一、關(guān)于波速與介質(zhì)和波的類型有關(guān)波一旦從振源發(fā)出就忘記了波的頻率介質(zhì)中某點(diǎn)單位時間內(nèi)振

動的次數(shù)波長一個完整波在介質(zhì)中沿波

線展開的長度是介質(zhì)中某點(diǎn)三量的關(guān)系結(jié)論：關(guān)系式4波的頻率介質(zhì)中某點(diǎn)單位時間內(nèi)振是介質(zhì)中某點(diǎn)三量的關(guān)系結(jié)論三種頻率：振源振動的頻率介質(zhì)中某點(diǎn)振動的頻率探測器探測的頻率振源、探測器的相對運(yùn)動狀態(tài)直接影響人們探測到的頻率（波的頻率）5三種頻率：振源、探測器的相對運(yùn)動狀態(tài)（波的頻率）5二、機(jī)械波的多普勒效應(yīng)在本問題中以介質(zhì)作參考系先討論波源、探測器的運(yùn)動發(fā)生在兩者的連線上振源相對介質(zhì)的速度探測器相對介質(zhì)的速度波在介質(zhì)中的傳播速度解決由于S、R的相對運(yùn)動注意：與的關(guān)系6二、機(jī)械波的多普勒效應(yīng)振源相對介質(zhì)的速度波在介質(zhì)中的傳播速度第一種情況：以前的討論均屬此種情況源和探測器相對介質(zhì)均不動方向沿兩者連線7以前的討論源和探測器相對介質(zhì)均不動方向沿兩者連線7R迎著源S第二種情況：由由在介質(zhì)中波長為且探測器迎著波源而動則在單位時間內(nèi)探測器接收到完整波的個數(shù)會增加8R迎著源S第二種情況：由由在介質(zhì)中波長為且探測器迎著波源而則R遠(yuǎn)離SR迎著源S探測器單位時間內(nèi)接受到的完整波的個數(shù)增加了結(jié)果頻率頻率9則R遠(yuǎn)離SR迎著源S探測器單位時間內(nèi)接受到的完整波的個R迎著源SR遠(yuǎn)離源S由于波源不動所以介質(zhì)中的波長不變相當(dāng)于改變了波的傳播速度歸納：10R迎著源SR遠(yuǎn)離源S由于波源不動歸納：10S迎著RS靜止第三種情況：由11S迎著RS靜止由11S靜止介質(zhì)中波長變?yōu)轭l率S

遠(yuǎn)離

R頻率12S靜止介質(zhì)中波長變?yōu)轭l率S遠(yuǎn)離R頻率12S迎著RS遠(yuǎn)離R歸納：波長發(fā)生了變化迎離13S迎著RS遠(yuǎn)離R歸納：波長發(fā)生了變化迎離13水波的多普勒效應(yīng)（波源向左運(yùn)動）14水波的多普勒效應(yīng)（波源向左運(yùn)動）14相向遠(yuǎn)離第四種情況：相當(dāng)于波速增加波長變短相當(dāng)于波速減少波長變長15相向遠(yuǎn)離相當(dāng)于波速增加相當(dāng)于波速減少15三、需要說明的問題1.R、S運(yùn)動任意如果垂直連線運(yùn)動則有相向分量有遠(yuǎn)離分量機(jī)械波：只有縱向效應(yīng)16三、需要說明的問題如果垂直連線運(yùn)動有相向分量機(jī)械波：162.激波

uΔt····時，后發(fā)出的波面將超越先發(fā)出的波面形成錐形波陣面—沖擊波（船舷波）·S172.激波uΔt····時，后發(fā)出的波面將超越先發(fā)出的波面形沖擊波帶—馬赫數(shù)對超音速飛機(jī)的最小飛行高度要有一定限制馬赫錐形成的錐叫馬赫錐

uΔt·····S18沖擊波帶—馬赫數(shù)對超音速飛機(jī)的最小馬赫錐形成的錐叫馬赫錐超音速的子彈在空氣中形成的激波（馬赫數(shù)為2）19超音速的子彈（馬赫數(shù)為2）19作起始脈沖和截止脈沖高能帶電粒子在介質(zhì)中的速度超過光在介質(zhì)中的速度時將發(fā)生錐形的電磁波—切連柯夫輻射可用來探測高能帶電粒子脈沖重疊也可用來不易引起電磁激波—切連柯夫輻射(Cherenkovradiation)：它發(fā)光持續(xù)時間短（數(shù)量級10-10s）20作起始脈沖和截止脈沖高能帶電粒子在介質(zhì)中的速度超過光在介質(zhì)中3.光波的多普勒效應(yīng)特點(diǎn)：

1）由光速不變原理只存在源與探測器之間的相對速度V

2)既有縱向效應(yīng)又有橫向效應(yīng)4.應(yīng)用

1）測量天體相對地球的視線速度遠(yuǎn)處星體發(fā)光有紅移現(xiàn)象---宇宙大爆炸由紅移可得恒星的退行速度213.光波的多普勒效應(yīng)212）光譜線的多普勒增寬

發(fā)光原子的熱運(yùn)動引起所以實(shí)際光源發(fā)光（復(fù)色光）不可能是單一頻率（單色光）的3）技術(shù)上，測量運(yùn)動物體的視線速度如飛機(jī)接近雷達(dá)的速度汽車的行駛速度人造衛(wèi)星的跟蹤流體的流速4）醫(yī)學(xué)上“超”利用超聲波的多普勒效應(yīng)體檢222）光譜線的多普勒增寬22警察用多普勒測速儀測速超聲多普勒效應(yīng)測血流速23警察用多普勒測速儀測速超聲多普勒效應(yīng)測血流速23超聲波

胎兒的超聲波影象（假彩色）>20000Hz的聲波了解其應(yīng)用第2章結(jié)束24超聲波胎兒的超聲波影象（假彩色）>20000Hz的§7多普勒效應(yīng)一、關(guān)于二、機(jī)械波的多普勒效應(yīng)三、需要說明的問題25§7多普勒效應(yīng)一、關(guān)于二、機(jī)械波的多普勒效應(yīng)1

多普勒效應(yīng)

由于波源、探測器的相對運(yùn)動而引起探測的頻率與波源發(fā)射的頻率不等的現(xiàn)象26多普勒效應(yīng)2一、關(guān)于波速與介質(zhì)和波的類型有關(guān)而與波源無關(guān)波一旦從振源發(fā)出就忘記了自己的來源而以介質(zhì)給定的特定速度在介質(zhì)中傳播或換言之：27一、關(guān)于波速與介質(zhì)和波的類型有關(guān)波一旦從振源發(fā)出就忘記了波的頻率介質(zhì)中某點(diǎn)單位時間內(nèi)振

動的次數(shù)波長一個完整波在介質(zhì)中沿波

線展開的長度是介質(zhì)中某點(diǎn)三量的關(guān)系結(jié)論：關(guān)系式28波的頻率介質(zhì)中某點(diǎn)單位時間內(nèi)振是介質(zhì)中某點(diǎn)三量的關(guān)系結(jié)論三種頻率：振源振動的頻率介質(zhì)中某點(diǎn)振動的頻率探測器探測的頻率振源、探測器的相對運(yùn)動狀態(tài)直接影響人們探測到的頻率（波的頻率）29三種頻率：振源、探測器的相對運(yùn)動狀態(tài)（波的頻率）5二、機(jī)械波的多普勒效應(yīng)在本問題中以介質(zhì)作參考系先討論波源、探測器的運(yùn)動發(fā)生在兩者的連線上振源相對介質(zhì)的速度探測器相對介質(zhì)的速度波在介質(zhì)中的傳播速度解決由于S、R的相對運(yùn)動注意：與的關(guān)系30二、機(jī)械波的多普勒效應(yīng)振源相對介質(zhì)的速度波在介質(zhì)中的傳播速度第一種情況：以前的討論均屬此種情況源和探測器相對介質(zhì)均不動方向沿兩者連線31以前的討論源和探測器相對介質(zhì)均不動方向沿兩者連線7R迎著源S第二種情況：由由在介質(zhì)中波長為且探測器迎著波源而動則在單位時間內(nèi)探測器接收到完整波的個數(shù)會增加32R迎著源S第二種情況：由由在介質(zhì)中波長為且探測器迎著波源而則R遠(yuǎn)離SR迎著源S探測器單位時間內(nèi)接受到的完整波的個數(shù)增加了結(jié)果頻率頻率33則R遠(yuǎn)離SR迎著源S探測器單位時間內(nèi)接受到的完整波的個R迎著源SR遠(yuǎn)離源S由于波源不動所以介質(zhì)中的波長不變相當(dāng)于改變了波的傳播速度歸納：34R迎著源SR遠(yuǎn)離源S由于波源不動歸納：10S迎著RS靜止第三種情況：由35S迎著RS靜止由11S靜止介質(zhì)中波長變?yōu)轭l率S

遠(yuǎn)離

R頻率36S靜止介質(zhì)中波長變?yōu)轭l率S遠(yuǎn)離R頻率12S迎著RS遠(yuǎn)離R歸納：波長發(fā)生了變化迎離37S迎著RS遠(yuǎn)離R歸納：波長發(fā)生了變化迎離13水波的多普勒效應(yīng)（波源向左運(yùn)動）38水波的多普勒效應(yīng)（波源向左運(yùn)動）14相向遠(yuǎn)離第四種情況：相當(dāng)于波速增加波長變短相當(dāng)于波速減少波長變長39相向遠(yuǎn)離相當(dāng)于波速增加相當(dāng)于波速減少15三、需要說明的問題1.R、S運(yùn)動任意如果垂直連線運(yùn)動則有相向分量有遠(yuǎn)離分量機(jī)械波：只有縱向效應(yīng)40三、需要說明的問題如果垂直連線運(yùn)動有相向分量機(jī)械波：162.激波

uΔt····時，后發(fā)出的波面將超越先發(fā)出的波面形成錐形波陣面—沖擊波（船舷波）·S412.激波uΔt····時，后發(fā)出的波面將超越先發(fā)出的波面形沖擊波帶—馬赫數(shù)對超音速飛機(jī)的最小飛行高度要有一定限制馬赫錐形成的錐叫馬赫錐

uΔt·····S42沖擊波帶—馬赫數(shù)對超音速飛機(jī)的最小馬赫錐形成的錐叫馬赫錐超音速的子彈在空氣中形成的激波（馬赫數(shù)為2）43超音速的子彈（馬赫數(shù)為2）19作起始脈沖和截止脈沖高能帶電粒子在介質(zhì)中的速度超過光在介質(zhì)中的速度時將發(fā)生錐形的電磁波—切連柯夫輻射可用來探測高能帶電粒子脈沖重疊也可用來不易引起電磁激波—切連柯夫輻射(Cherenkovradiation)：它發(fā)光持續(xù)時間短（數(shù)量級10-10s）44作起始脈沖和截止脈沖高能帶電粒子在介質(zhì)中的速度超過光在介質(zhì)中3.光波的多普勒效應(yīng)特點(diǎn)：

1）由光速不變原理只存在源與探測器之間的相對速度V

2)既有縱向效應(yīng)又有橫向效應(yīng)4.應(yīng)用

1）測量天體相對地球的視線速度遠(yuǎn)處星體發(fā)光有紅移現(xiàn)象---宇宙大爆炸由紅移可得恒星的退行速度453.光波的多普勒效應(yīng)212）光譜線的多普勒增寬

發(fā)光原子的熱運(yùn)動引起所以實(shí)際光源發(fā)光（復(fù)色光）不可能是單一頻率（單色光）的3）技術(shù)上，測量運(yùn)動物體的視線速度