《多普勒效应 课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多普勒效应 课件（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章 机械波,12.5 多普勒效应,思考与讨论,当奔驰的列车向你驶来，并经过你的身旁，而后又离开你驶向远方，在这一过程中，你有没有注意到你耳朵中听到的列车的鸣笛声有什么特殊的现象？,生活中的特殊现象,列车靠近时，鸣笛声越来越尖锐；列车远离时，鸣笛声越来越低吟。是不是列车的扩音器的频率本身发生了变化？,生活中的特殊现象,汽车驶近时，行驶的声音越来越尖锐；汽车远离时，行驶的声音越来越低吟。是不是汽车行驶的声音的频率本身也发生了变化？,生活中的特殊现象,飞机飞近时，轰鸣声越来越尖锐；飞机飞远时，轰鸣声越来嘶哑。是不是飞机的轰鸣声的频率本身也发生了变化？,多普勒效应(Doppler effect)
2、,1、现象(1842年发现)：当汽车向你驶来时，感觉音调变高；当汽车离你远去时，感觉音调变低。,3、多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。,2、音调：由频率决定，频率越高音调越高，频率越低音调越低。,注意：频率由波源决定，实际频率并没有变化。,多普勒效应实验,将蜂鸣器固定在一长竹杆的一端，然后用竹杆将蜂鸣器举起，并在头上快速旋转，即可感受多普勒效应。,多普勒效应模拟,1、观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过。,2、当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过。,v测=0,3、当观察者与队伍同向行
3、走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。,一、波源不动，而观察者以速度相对于介质运动,二 观察者不动，波源相对介质以速度 运动,水波的多普勒效应（波源向右运动）,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，故观察者接收到的频率等于波源的频率。,1、波源和观察者没有相对运动时,多普勒效应的成因,2、观察者朝波源运动时,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、观察者远离波源运动时,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减少。,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，故
4、观察者接收到的频率等于波源的频率。,1、波源和观察者没有相对运动时,多普勒效应的成因,2、观察者朝波源运动时,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、观察者远离波源运动时,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减少。,观察者感觉到波变得密集，即波长减小，接收到的频率增大。,观察者感到波变得稀疏，即波长增大，接收到的频率减少。,1、波源朝观察者运动时,2、波源远离观察者运动时,多普勒效应的成因,1、当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。,2、在观察者运动的情况下，引起观察者
5、接收频率的改变，是由于观测到的波的速度发生改变（波的波长不变）。,3、在波源运动的情况下，引起观察者接收频率的改变，是由于观测到的波的波长发生改变（波的速度不变）。,多普勒效应,究竟运动和频率的关系如何？,等于,大于,大于,小于,小于,1）观察者朝波源运动,2）观察者离波源运动,1、波源不动，观察者相对波源运动,多普勒效应中观测频率的计算,2、观察者不动，波源相对观察者运动,1）波源朝观察者运动,2）波源离观察者运动,多普勒效应是波动过程共有的特征，一切波（如电磁波和光波）都能发生多普勒效应。,应用1、 雷达测速仪：交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），波被运动的汽车
6、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。,多普勒效应的应用,应用:,多普勒水流测速仪,应用2、 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。,应用3、 用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率。,宇宙中的星球都在不停地运动测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。,多普勒天气雷达,应用4、 临床上应用：彩色多普勒超声诊断系统,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
7、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。,应用:,多普勒颈脑血液测速仪,应用:,多普勒胎心仪器,应用5、 军事应用(E-3“望楼” 预警机) 脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪,美国AH-64“阿帕奇”直升机,多普勒导航系统,法国幻影2000战斗机,GPS技术(多普勒频移观测法),1、关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ） A多普勒效应是由于波的干涉引起的 B多普勒效应说明波源的频率发生改变 C多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的 D只有声波才可以产生多普勒效应,2、当火车进站鸣笛时，我们可听到的声调（ ） A变高 B不变高 C越来越沉 D不知声
8、速和火车车速，不能判断,C,A,课后练习,3、下列说法正确的是(在空气中传播)（ ） A、超声波的传播速度大于次声波的传播速度 B、超声波的传播速度等于次声波的传播速度 C、蝙蝠有发达的视觉 D、蝙蝠有很完善的发射和接收超声波的器官,BD,课后练习,4、以速度u=20m/s奔驰的火车,鸣笛声频率为275Hz,已知常温下空气中的声速v=340m/s。 当火车驶来时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？ 当火车驶去时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？,292Hz,260Hz,5、一个观察者在铁路附近，当火车驶近时，他听到的汽笛声频率为f1=440Hz，当火车驶远时，他听到的频率为f2=392Hz，在大气中声音速度为330m/s，求火车的速度？,19m/s,课后练习,17.9,6、图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度.图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1、p2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔t=1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是 m，汽车的速度是_ m/s。,17,课后练习,再见,
