多普勒效应次声波超声波幻灯片.pptVIP

多普勒效应次声波和超声波 点击下图观看视频，留意听到的汽车声调的变化 一、多普勒效应 现象：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（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低）． 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． 二、多普勒效应的成因 声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的． 1、当波源和观察者相对介质都静止不动． 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 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． 2’、波源相对介质不动，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，即接收到的频率减小． 3、观察者不动，波源靠近观察者运动时 观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率变大． 3’、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小，即接收到的频率变小． 总之：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；如果二者远离，观察者接收到的频率减小． 注意： 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． 三、多普勒效应的应用 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. 四、次声波和超声波 可闻声波：人耳能听到的声波，其频率范围大致在20Hz-20 000 Hz之间． 次声波：频率低于20Hz的声波．不能引起人类听觉器官的感觉． 超声波：频率高于20 000Hz的声波．不能引起人类听觉器官的感觉． 五、次声波和超声波的应用 超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多．水声测位仪就是根据超声波的这种特性制成的装置，这种装置既能发出短促的超声波脉冲．又能接收被潜艇、鱼群或海底反射回来的超声波，根据反射波滞后的时间和波速，就可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度． 2、超声波探伤，由于超声波的穿透能力很强，可以制成超声波探伤仪，用来探查金属内部的缺陷． 3、利用超声波可以把普通水“打碎”成直径仅为几微米的小水珠，变成雾气喷散到房间的空气中，增大房间中空气的湿度，这就是“超声加湿器”的基本原理． 4、利用超声波可进行“B超”，就是利用超声波的发射，来探查人体内部的各种器官、组织等有无异常，还可以确定肿瘤的有无、位置和大小等等． ５、超声波还可以把药物击碎成微粒和空气混合形成“药雾”，病人吸入后，可以治疗肺部和气管类疾病 ．（下图为超声波雾化器） ６、利用超声波作用于人体时．机体细胞受到振荡和刺激，可起按摩作用，治疗神经痛等疾患． ７、用超声波消毒灭菌也是有效的．例如用超声波来给牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法对营养成分的破坏． 三、仿生学 很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官．以昆虫为食的蝙蝠，视觉很差，飞行中不断发出超声波的脉冲，依靠昆虫身体的反射波来发现食物．海豚也有完善的“声纳”系统，使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置． 现代的无线电定位器——雷达，质量有几十、几百、几千千克，蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克，而在一些重要性能上，如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器．深入研究动物身上各种器官的功能和构造，将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备，这是近几十年来发展起来的一门新学科，叫做仿生学． * * 多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，它是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的． *