波的干涉和衍射課件高二上學(xué)期物理選擇性

第三章

機(jī)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。警車?guó)Q笛從你身邊飛速駛過，對(duì)于警車向你靠近和警車遠(yuǎn)離的過程，你會(huì)聽到警笛的聲音在變化。思考下列問題：(1)你聽到警笛的音調(diào)有何不同？警車駛來時(shí)，音調(diào)變高；警車遠(yuǎn)離時(shí)，音調(diào)變低(2)實(shí)際上警笛的音調(diào)會(huì)變化嗎？實(shí)際上警笛的音調(diào)不會(huì)變化1.多普勒效應(yīng)由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。這種現(xiàn)象是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年最先發(fā)現(xiàn)的。多普勒（1803——1853）01多普勒效應(yīng)2.波源振動(dòng)頻率和接收器的接收頻率（1）波源振動(dòng)頻率指波源單位時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)。（2）接收器的接收頻率指接收器單位時(shí)間接收到的完整波數(shù)目。3.多普勒效應(yīng)是波共有的特征機(jī)械波、電磁波或光波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。演示：蜂鳴器音調(diào)的變化將蜂鳴器固定在一長(zhǎng)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)?！疽曨l：蜂鳴器音調(diào)的變化】S觀察者A(1)波源與觀察者沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的波的頻率不變，

波源的頻率。4.多普勒效應(yīng)現(xiàn)象等于S觀察者v波源靠近觀察者S觀察者觀察者靠近波源v(2)波源與觀察者相互接近時(shí)，觀察者接收到的波的頻率

。增大S觀察者v觀察者遠(yuǎn)離波源S觀察者v波源遠(yuǎn)離觀察者(3)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率

。減?。?）觀測(cè)者靜止f測(cè)=f源v測(cè)=0觀察者靜止不動(dòng)，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘假設(shè)有30個(gè)人經(jīng)過。這種情況下的“過人頻率”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“過人頻率”就代表波的頻率。多普勒效應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)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)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將大于30個(gè)人經(jīng)過。f測(cè)>f源（3）觀測(cè)者遠(yuǎn)離波f測(cè)<f源v測(cè)當(dāng)觀察者與隊(duì)伍同向行走且速度比隊(duì)伍的小時(shí)，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將小于30個(gè)人經(jīng)過。（1）波源與觀察者相互靠近時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目增加，觀察者觀測(cè)到的頻率大于波源的頻率，即觀察到的頻率變大。（2）波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率變小。5.多普勒效應(yīng)的成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.測(cè)量汽車速度交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波（通常是紅外線），波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來時(shí)，接收到的頻率發(fā)生變化，由此可指示汽車的速度。02多普勒效應(yīng)的應(yīng)用利用多普勒測(cè)速儀，還可以測(cè)量水在海底的流速，為養(yǎng)殖場(chǎng)尋找適合貝類生長(zhǎng)的場(chǎng)所。2.水下多普勒測(cè)速儀3.測(cè)血液流速(彩超)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液反射后又被儀器接收,測(cè)出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度。可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。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，下列說法中正確的是（）A．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生了變化B．多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的C．多普勒效應(yīng)是波共有的特征D．火車向你駛來時(shí)，你聽到的汽笛聲音調(diào)變低，火車離你遠(yuǎn)去時(shí)，你聽到的汽笛聲音調(diào)變高C2.一輛大客車上有一個(gè)聲源發(fā)出頻率一定的樂音，當(dāng)大客車靜止、觀察者也靜止時(shí)，觀察者聽到并記住了這個(gè)樂音的音調(diào)。當(dāng)觀察者坐上一輛小轎車后聽到這個(gè)樂音的音調(diào)比原來低的是（）A．小轎車靜止，大客車向他駛來B．小轎車靜止，大客車離他駛?cè)．大客車靜止，小轎車向著大客車駛?cè)．大客車在前、小轎車在后，且小轎車速度大于大客車速度B3.關(guān)于波的現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．交通警察利用測(cè)速儀向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，根據(jù)反射波的頻率變化判斷車速，這是利用了波的多普勒效應(yīng)B．“聞其聲不見其人”是聲波的反射現(xiàn)象C．醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，根據(jù)接收到的被血管中的血流反射后的超聲波的頻率變化，判斷血流的速度是利用波的干涉現(xiàn)象D．科學(xué)家通過哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)來自遙遠(yuǎn)的星系上的某種原子光譜，與地球上同種原子的光譜比較，波長(zhǎng)均變小，說明該星系正在遠(yuǎn)離地球而去A4.根據(jù)多普勒效應(yīng)，我們知道當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，觀察者接收到波的頻率增大；反之，觀察者接收到波的頻率減小。天文觀測(cè)到某遙遠(yuǎn)星系所生成的光譜呈現(xiàn)“紅移”，即譜線都向紅色部分移動(dòng)了一段距離，由此現(xiàn)象可知（）A．觀察者接收到光波的波長(zhǎng)增大，該星系正在靠近觀察者B．觀察者接收到光波的波長(zhǎng)減小，該星系正在靠近觀察者C．觀察者接收到光波的波長(zhǎng)增大，該星系正在遠(yuǎn)離觀察者D．觀察者接收到光波的波長(zhǎng)減小，該星系正在遠(yuǎn)離觀察者C多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用定義產(chǎn)生原因測(cè)速度