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1、第七节多普勒效应 第十二章机械波 声音是如何产生的 回忆过去的知识 振动发声 发现 音调的高低与振动的快慢有关音调高振动频率快音调低振动频率慢 看下面几段录像 注意仔细听声音除音量大小以外的变化 从以上几段声音中我们听到了什么 发声体 远 近 远 音调 那么是不是发声体的频率发生了变化呢 所以是什么改变了我们听到的声音的频率 物体的相对运动 由于波源和观察者之间有相对运动 使观察者感觉到频率的变化 这样的现象叫多普勒现象 如何理解 相对运动 这是因为人与车之间没有相对运动 波源的频率 单位时间内波源发出完全波的个数 接收到的频率 观察者在单位时间内接收到完全波的个数 多普勒效应的成因 想一想
2、为什么有相对运动听起来音调就会发生变化 1 当波源和观察者都静止不动 即二者没有相对运动时 单位时间内波源发出几个完全波 观察者在单位时间内就接收到几个完全波 观察者接收到的频率等于波源的频率 2 波源相对介质不动 观察者朝波源运动时 或观察者不动 波源朝观察者运动时 观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多 即接收到的频率增大 3 波源相对介质不动 观察者远离波源运动时 或观察者不动 波源远离观察者运动时 观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少 即接收到的频率减小 究竟运动和频率的关系如何 等于 大于 大于 小于 小于 在多普勒效应中 波源的频率是不改变的 只是由于波源和观察者之间有相
3、对运动 观察者感到频率发生了变化 多普勒效应是波动过程共有的特征 不仅机械波 电磁波和光波也会发生多普勒效应 难点 究竟我们听到的声音频率是多少 猜一猜 我们听到的声音频率会和什么有关 波源的频率f源声波传播的速度v波源的移动速度v1接收者的移动速度v2 设波源的波长为 波的传播速度为 则在时间t内 观察者接收到的完全波的个数为 观察者与波源都静止 接收频率为 由前面的实验知道此时波源的波长仍为 波的传播速度为 则在时间t内 观察者接收到的完全波的个数为 波源静止 观察者朝波源以速度v1接近 接收频率为 观察者静止 波源朝观察者以速度v2接近 接收频率为 由前面的实验知道此时波源的波长为 波的
4、传播速度为 则在时间t内 观察者接收到的完全波的个数为 有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢 有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波 波被运动的汽车反射回来时 接收到的频率发生变化 由此可指示汽车的速度 由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 多普勒效应的应用 5 医生向人体内发射频率已知的超声波 超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收 测出反射波的频率变化 就能知道血流的速度 这种方法俗称 彩超 可以检查心脏 大脑和眼底血管的病变 6 军事应用 E 3 望楼 预警机 脉冲多普勒雷达 多谱勒导航仪
