波的干涉和衍射課件高二上學(xué)期物理選擇性

第三章

機械波第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。警車鳴笛從你身邊飛速駛過，對于警車向你靠近和警車遠離的過程，你會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，音調(diào)變高；警車遠離時，音調(diào)變低(2)實際上警笛的音調(diào)會變化嗎？實際上警笛的音調(diào)不會變化1.多普勒效應(yīng)由于波源和觀察者之間有相對運動，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.波源振動頻率和接收器的接收頻率（1）波源振動頻率指波源單位時間內(nèi)的振動次數(shù)。（2）接收器的接收頻率指接收器單位時間接收到的完整波數(shù)目。3.多普勒效應(yīng)是波共有的特征機械波、電磁波或光波都會發(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)。【視頻：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)生相對運動時，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，觀察者接收到的波的頻率

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

。減?。?）觀測者靜止f測=f源v測=0觀察者靜止不動，數(shù)經(jīng)過的隊伍中的人數(shù)，每分鐘假設(shè)有30個人經(jīng)過。這種情況下的“過人頻率”是30人每分。在這個模擬實驗中，人不表示介質(zhì)中的質(zhì)點，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)的模擬實驗v測（2）觀測者靠近波源當(dāng)觀察者逆著隊伍行走時，數(shù)經(jīng)過的隊伍中的人數(shù)，每分鐘將大于30個人經(jīng)過。f測>f源（3）觀測者遠離波f測<f源v測當(dāng)觀察者與隊伍同向行走且速度比隊伍的小時，數(shù)經(jīng)過的隊伍中的人數(shù)，每分鐘將小于30個人經(jīng)過。（1）波源與觀察者相互靠近時，單位時間內(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離時，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，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(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，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。1.測量汽車速度交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波（通常是紅外線），波被運動的汽車反射回來時，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)用利用多普勒測速儀，還可以測量水在海底的流速，為養(yǎng)殖場尋找適合貝類生長的場所。2.水下多普勒測速儀3.測血液流速(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,測出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度?？梢詸z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，你聽到的汽笛聲音調(diào)變低，火車離你遠去時，你聽到的汽笛聲音調(diào)變高C2.一輛大客車上有一個聲源發(fā)出頻率一定的樂音，當(dāng)大客車靜止、觀察者也靜止時，觀察者聽到并記住了這個樂音的音調(diào)。當(dāng)觀察者坐上一輛小轎車后聽到這個樂音的音調(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．交通警察利用測速儀向行進中的車輛發(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)家通過哈勃望遠鏡發(fā)現(xiàn)來自遙遠的星系上的某種原子光譜，與地球上同種原子的光譜比較，波長均變小，說明該星系正在遠離地球而去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，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。天文觀測到某遙遠星系所生成的光譜呈現(xiàn)“紅移”，即譜線都向紅色部分移動了一段距離，由此現(xiàn)象可知（）A．觀察者接收到光波的波長增大，該星系正在靠近觀察者B．觀察者接收到光波的波長減小，該星系正在靠近觀察者C．觀察者接收到光波的波長增大，該星系正在遠離觀察者D．觀察者接收到光波的波長減小，該星系正在遠離觀察者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)生原因測速度