【物理】多普勒效應(yīng)教學(xué)課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

3.5

多普勒效應(yīng)第三章機(jī)械波

人教版（2019）選修第一冊(cè)1.知道波源頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別。2.知道什么是多普勒效應(yīng)，知道它是波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。3.了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用。4.通過改變波源與觀察者的距離，培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法分析問題的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低。

結(jié)論波源靠近觀察者，感覺頻率變高；波源遠(yuǎn)離觀察者，感覺頻率變低。當(dāng)汽車、火車從你身邊疾馳而過的時(shí)候，鳴笛的音調(diào)怎樣變化？這種現(xiàn)象稱多普勒效應(yīng)，它到底是怎么回事？導(dǎo)入新課

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)。1.多普勒效應(yīng)成因：相對(duì)運(yùn)動(dòng)——波源與觀察者思考:多普勒效應(yīng)的成因是什么？

相互靠近

相互遠(yuǎn)離一、多普勒效應(yīng)

規(guī)則：模擬實(shí)驗(yàn)中，一支隊(duì)伍在行進(jìn)，路旁有一位觀察者。

隊(duì)伍中的人不表示介質(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。2.多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象分析模擬實(shí)驗(yàn)：多普勒效應(yīng)成因f測(cè)=f源

觀察者靜止不動(dòng)，他數(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)過他，這種情況下的“過人頻率”是30人每分。情形1：觀測(cè)者相對(duì)波源運(yùn)動(dòng)v測(cè)⑴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⑵觀測(cè)者遠(yuǎn)離波源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。總結(jié)：波源不動(dòng)而觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，引起接收頻率的變化是由于觀察者接收到的波數(shù)增多或減少造成的。觀察者感覺到波變得密集，即波長減小，接收到的頻率增大。⑴波源向觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者感到波變得稀疏，即波長增大，接收到的頻率減少。⑵波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)情形2：波源相對(duì)觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)可見：當(dāng)觀察者不動(dòng)而波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，引起接收頻率的變化是由于波長的改變而引起的。演示：

觀察者與波源均相對(duì)于介質(zhì)靜止時(shí)：

觀察者與波源相互接近時(shí)：

觀察者與波源相互遠(yuǎn)離時(shí)：小結(jié)：多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象：深化成因：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(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者接收到波的頻率與波源的頻率不一致。

f測(cè)=f源

f測(cè)>f源

f測(cè)<f源1.雷達(dá)測(cè)速儀：

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。2.有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車的汽笛聲判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向和快慢；

有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時(shí)的尖叫聲判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去。二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用3.臨床上應(yīng)用：彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)

醫(yī)生向人體內(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(cè)出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度。這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。4.軍事應(yīng)用(E-3“望樓”預(yù)警機(jī))脈沖多普勒雷達(dá)，多譜勒導(dǎo)航儀。1.小明同學(xué)將一個(gè)以電池為電源的蜂鳴器固定在長竹竿的一端，閉合開關(guān)后聽到它發(fā)出聲音?，F(xiàn)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，蜂鳴器從A轉(zhuǎn)動(dòng)到B的過程中的某位置，小明及甲、乙三位同學(xué)聽到蜂鳴器發(fā)出聲音的頻率分別為f1、f2、f3。則

（）

A．f3

>f1

>f2

B．f1

=f2

=f3

C．f2

>f1

=f3

D．f1

>f2=f3分析：當(dāng)蜂鳴器靠近觀察者時(shí)，聽到的蜂鳴器的音調(diào)變高，當(dāng)蜂鳴器遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，聽到的蜂鳴器的音調(diào)變低。所以f3

>f1

>f2，故選A。A課堂評(píng)價(jià)2.如圖所示，為一波源O做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)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(diǎn)

B.該波源正在移向b點(diǎn)

C.在a處觀察,波的頻率變低

D.在b處觀察,波的頻率變低3.公路巡警開車在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說明