3.5多普勒效應(yīng)(課件)-2021-2022學(xué)年高中物理課件（人教版2019選擇性必修第一冊(cè)）

第三章機(jī)械波3.5多普勒效應(yīng)人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)CONTENTS01

多普勒效應(yīng)02多普勒效應(yīng)的應(yīng)用03目錄典型例題04多普勒效應(yīng)的解釋01

多普勒效應(yīng)機(jī)

械

波聽(tīng)【問(wèn)題探究】

一列火車(chē)勻速駛過(guò),這時(shí)站在路旁的工人師傅聽(tīng)到火車(chē)聲聲波的頻率等于火車(chē)產(chǎn)生的聲波的頻率嗎?為什么?現(xiàn)象：當(dāng)火車(chē)向你駛來(lái)時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變高；當(dāng)火車(chē)離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變低。（音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音低）．原因:多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)：

當(dāng)波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者會(huì)感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫多普勒效應(yīng).一、多普勒效應(yīng)奧地利物理學(xué)家多普勒（1803——1853）看下面兩段錄像，注意仔細(xì)聽(tīng)聲音

除音量大小以外的變化。02

多普勒效應(yīng)的解釋機(jī)

械

波二、多普勒效應(yīng)的解釋1）波源振動(dòng)頻率f：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f′

:接收器單位時(shí)間接收到的完整波數(shù)目幾個(gè)基本概念波源的頻率f觀察者接收到的頻率

f’究竟運(yùn)動(dòng)和頻率的關(guān)系如何？1、當(dāng)波源和觀察者都相對(duì)介質(zhì)靜止時(shí)SA設(shè)波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′1、當(dāng)波源和觀察者都相對(duì)介質(zhì)靜止時(shí)2、波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)

(1)觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)時(shí)BAS設(shè)波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′2、波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)

(1)觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)時(shí)2、波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)

(2)觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)

BAS設(shè)波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′2、波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)

(2)觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)

3、觀察者不動(dòng)

(1)波源向著觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)設(shè)波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′3、觀察者不動(dòng)

(2)波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)

設(shè)波源頻率為f,觀察者接收到的頻率為f′究竟運(yùn)動(dòng)和頻率的關(guān)系波源的運(yùn)動(dòng)情況觀察者運(yùn)動(dòng)情況頻率的關(guān)系波源靜止觀察者靜止觀察者接收頻率波源的頻率波源靜止觀察者朝著波源運(yùn)動(dòng)波源靜止觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)波源朝著觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者靜止波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者靜止★★★★★等于大于大于小于小于總之，當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)：如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。生活中的多普勒效應(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(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者感到頻率發(fā)生了變化．2、多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過(guò)程共有的特征，不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)．03

多普勒效應(yīng)的應(yīng)用機(jī)

械

波1.有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車(chē)的汽笛聲判斷火車(chē)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。三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用2.利用多普勒效應(yīng)測(cè)速雷達(dá)測(cè)速儀：交通警察向行進(jìn)中的汽車(chē)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(chē)反射回來(lái)時(shí)，接收到的頻率發(fā)生變化，由此可指示汽車(chē)的速度。3.醫(yī)用“彩超”

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.測(cè)量其它星系向著還是遠(yuǎn)離地球運(yùn)動(dòng)的速率理論和實(shí)驗(yàn)都證明，光波或電磁波都有多普勒效應(yīng)，多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用。宇宙中的星球都在不停地運(yùn)動(dòng)。測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)照，就可以算出星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度。哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝星系5.軍事應(yīng)用：脈沖多普勒雷達(dá)，多譜勒導(dǎo)航儀中國(guó)的殲20第五代隱身戰(zhàn)機(jī)中國(guó)的武直19武裝直升機(jī)光波的多普勒效應(yīng)04

典

型

例

題機(jī)

械

波1.關(guān)于多普勒效應(yīng)下列說(shuō)法中正確的是（

）A、只有聲波才有多普勒效應(yīng)B、光波也有多普勒效應(yīng)C、只有機(jī)械波才有多普勒效應(yīng)D、電磁波不能發(fā)生多普勒效應(yīng)B2.(多選)關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是(

)A.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),觀察者接收到的頻率和波源的頻率都變化了B.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化,但波源的頻率不變C.多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的D.多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的,它適用于一切波BCD3.下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)（

）A、利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度B、交通警察向行進(jìn)中的汽車(chē)發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)反射回來(lái)，根據(jù)接受到的頻率發(fā)生的變化來(lái)知道汽車(chē)的速度C、鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車(chē)的運(yùn)行情況D、有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲確定飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去ABD4.(多選)如圖所示,男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨,一位女同學(xué)坐在秋千上來(lái)回?cái)[動(dòng),下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說(shuō)法正確的是(

)A.女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高B.女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高C.女同學(xué)從C點(diǎn)向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),她感覺(jué)哨聲音調(diào)不變D.女同學(xué)從C點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),她感覺(jué)哨聲音調(diào)變低AD5.如下圖由波源S發(fā)出的波某一時(shí)刻在介質(zhì)平面中的情形，實(shí)線為波峰，虛線為波谷。設(shè)波源頻率為10Hz，且不運(yùn)動(dòng)，而觀察者1S內(nèi)由A運(yùn)動(dòng)到B，觀察者接收到多少個(gè)完全波？設(shè)波速為340m/s。則要讓觀察者完全接受不到波，他要怎樣運(yùn)動(dòng)？B答案:接收9個(gè)完全波遠(yuǎn)離波源以340m/s的速度運(yùn)動(dòng)6.

公路巡警開(kāi)車(chē)在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查,在同一車(chē)道上巡警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波,結(jié)果該電磁波被那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí),巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低。(1)此現(xiàn)象屬于 (

)

A.波的衍射 B.波的干涉C.多普勒效應(yīng) D.波的反射(2)若該路段限速為100km/h,則轎車(chē)是否超速?(3)若轎車(chē)以20m/s的速度行進(jìn),反射回的頻率應(yīng)怎樣變化?【解析】(1)選C。巡警車(chē)接收到的電磁波頻率