多普勒效应与液体的表面现象.pptxVIP

多普勒效应与液体的表面现象第1页/共55页 ３.１　观察者不动，波源以速度vs 运动规定：向观察者运动vs取正，远离观察者运动vs取负此侧波长被压缩O由于振源运动时候，波相对于观察者的速度并不发生改变17:21:57第2页/共55页 向观察者运动vs取正，远离观察者运动vs取负。所以车辆向人运动时，音调变高；远离人时，音调变低。例题：一辆警车发出300HZ的声波，声音的速度为340m/s。求1）警车静止时，声音的波长为多少？2）警车以30m/s运动时，车辆前方与后方测得的波长分别为多少？第3页/共55页 ３.２　波源不动，观察者以速度vo 运动规定：向波源运动v0取正，远离波源运动v0取负波长虽然没有变化，但是由于观察者来说，他感受到的波速发生了变化。（对比波源运动时，观察者不会感受到波速的变化）17:21:57第4页/共55页 ３.３　波源与观察者同时运动，波源速度为vs, 观察者速度为vo速度正负规定：向观察者运动vs取正，远离观察者运动vs取负向波源运动v0取正，远离波源运动v0取负波源运动时，波长会改变：观察者运动时，波速会改变：相向运动时，频率会变大。第5页/共55页 ４.１雷达枪?第一步，雷达枪发出波，车辆（作为观察者）接收到的频率为f1４多普勒效应的应用17:21:57第6页/共55页 第二步，车辆（作为波源）反射波，雷达枪探测到的频率为fr?探测器探测到的频率发生了变化只要测得探测频率与发射频率的频率差，就能推算出物体的运动速度。17:21:57第7页/共55页 ４.２超声多普勒血流仪器：不同颜色代表不同的流动速度根据发射与探测到的超声波频率的差值探测红细胞的运动速度17:21:57第8页/共55页 4.3 多普勒效应与宇宙大爆炸理论光也是一种波，那么当恒星远离我们或者向我们运动的频率将会不同17:21:57第9页/共55页 思考：按照宇宙大爆炸理论，恒星发出的光的频率与太阳的光的频率会有和不同，会发生红移还是蓝移？?若vo=0，u为光速，且vs0，则频率变小，故发生红移太阳远处恒星17:21:57第10页/共55页 4.4 冲击波在声音现象中，如果声源的运动速度超过声速，会出现什么结果？冲击波告诉我们，即使没有声源，但是介质中，一旦有物体运动的比声速快，就会产生声波。切连科夫辐射，1958年诺贝尔物理学奖。（超光速运动的电子产生光子，中微子振荡，2015年诺贝尔物理奖）第11页/共55页 冲击波实例2013年，微流星坠入俄罗斯2015年8月21日，天津大爆炸锥形界面处产生的冲击波具有巨大的破坏力。17:21:57第12页/共55页 13第六章第五节 液体的表面现象生物医学工程系 蒋云峰同德楼4A417; 新浪微博 wmu物理蒋云峰; QQ 452767593;17:21:57第13页/共55页 与液体的表面有关的现象西瓜、地球、水滴、泡泡都是球形的？Water skater 水黾17:21:57第14页/共55页 什么是表面张力？液体的表面存在一种使液面收缩成最小趋势的张力，此张力称为表面张力。液体表面如同一张充满张力的弹性膜。17:21:57第15页/共55页 表面张力现象的物理解释一：由于正负电荷中心不重合，分子之间存在吸引力表面张力是分子力的宏观表现由于量子效应，正负电荷不可能无限靠近，其最小距离为r0=10-10m。故而还存在斥力r0 r斥力引力10-9m10-10m水分子之间存在明显引力；气体分子之间引力则非常弱。17:21:57第16页/共55页 fFF这种紧张状态表象为平行液体表面的力，使液面收缩液面的分子之间存在引力，本身就处于一种紧张状态。一旦某一个分子向液面内部迁移，此紧张状态就会进一步加强。液体的分子存在往内部运动的趋势吗？10-9 m分子作用球17:21:57第17页/共55页 18表面层A分子受力为0B处分子受力分子作用球C处分子受力小于B处分子10-9mD· A· 在液体表面取一层厚度等于分子作用距离10-9m的液体，此层液体称为表面层。B· C· 表面层内的分子都有往液体内部迁移的趋势，从而使液体表面面积趋于缩小。F17:21:57第18页/共55页 19不考虑摩擦力时，外力F′的大小与表面张力F 相等。实验发现：表面张力F与周界线ab的长度D成正比，F∝D1.1 表面张力的大小 DFbaF′ 17:21:57第19页/共55页 因薄膜前后有两个液面，产生图示方向表面张力的周界线长度为2D，故：F’F’b aDFb aDFF′F′F’F′?17:21:57第20页/共55页 21表面张力的方向表面张力的方向如箭头所示：相切于液面、垂直周界线、指向液面内侧（非液体内部）Lb aF17:21:57第21页/共55页 表面张力现象第22页/共55页