3.4 多普勒效应及其应用 课件 高一物理鲁科版（2019）选择性必修第一册.pptxVIP

;;1.多普勒效应;上述问题中，救护车鸣笛声的频率并没有变化，只是由于救护车与地面观察者之间发生了相对运动，从而使观察者接收到的声波频率发生了变化。;;而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象，;称为多普勒效应

;多普勒效应

用蜂鸣器等器材制作一个发声装置，可演示多普勒效应。为了保证安全，可将发声装置装入网球中用结实的绳子捆绑好并在室外进行实验，甲同学站在某位置，手持系有发声装置的绳子一端，使发声装置在头顶上空快速转动(图3-38)。;此时，乙同学站在离甲同学几米之外的位置上静止不动。甲、乙两同学听到蜂鸣器发出的声音音调有什么变化?

;多普勒效应的解释

波源每完成一次全振动，便向外发出一个波长的波;

而波源的频率f等于单位时间内波源完成全振动的次数

所以波源振动的频率等于单位时间内波源向外发出完整的波的个数。;对观察者来说，他接收到的波的频率f’等于他在单位时间内接收到的完整的波的个数。

当波源和观察者都不动时，波源1s内发出几个完整的波，观察者在1s内就接收到几个完整的波。

在这种情况下，观察者接收到的波的频率等于波源的频率;当波源不动，观察者以v向波源运动时，观察者接收到的波的频率大于波源的频率。

当波源不动，观察者以vo远离波源运动时，观察者接收到的波的频率小于波源的频率。;首先假设波源S静止不动，观察者以一定的速度向靠近波源的方向运动(图3-39)。;在1s内，观察者向着波源移动了一段距离，与观察者不动的情况相比较观察者在1s内接收到的完整的波的个数就会增多，也就是接收到的波的频率增大。

同样道理，当观察者远离波源时，在单位时间内接收到的完整的波的个数就会减少，也就是接收到的波的频率减小。

;模拟多普勒效应

为了进一步理解多普勒效应，可做这样一个模拟实验(图3-40):

让一队人沿街行走，当观察者站在街旁不动时，每秒钟有三个人从他身边经过。;这种情况下，观察者接收到的“频率”是每秒三人，如果观察者逆着队伍前进方向行走，那么每秒内与观察者相遇的人数就会增加，也就是观察者接收到的“频率”增大。;这种情景与观察者逆着波的传播方向走向波源的情况是相似的。

如果观察者顺着队伍前进方向行走，又是怎样的情景呢?

;如果观察者静止不动，波源运动，观察者接收到的波的频率又如何变化呢?

如图3-41所示，波源S发出球面波，球面波的每一波面的球心就是发出该波时波源所在的位置。;当波源不运动时，波纹间距是均匀的。

而当波源向右运动时，相当于波面的球心向右运动，波源右方的波面变得密集，波长变短。

波源左方的波面变得稀疏，波长变长。

因此，在波源右方的观察者，单位时间内接收到完整的波的个数就增多，即接收到的频率增大。

;同理，在波源左方，观察者接收到的频率减小。

现在，你能解释为什么听到的救护车鸣笛声的音调会发生变化了吗？

总之，当波源与观察者没有发生相对运动时，观察者接收到的波的频率不变，即等于波源的频率；;当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的波的频率增大；

当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的波的频率减小。

光波、无线电波、微波等都能发生多普勒效应

;2.多普勒效应的应用;多普勒效应在生产生活中有着广泛应用。

交通警察可使用多普勒测速仪(图3-42)测定汽车的行驶速度，判断车辆是否超速。;测速仪向行进的汽车发射某个频率的无线电波，无线电波遇到车辆发生反射，车辆相当于反射波的波源。

测速仪接收到反射波，通过分析反射波的频率就可显示出车辆的行驶速度。;医学上用来诊断人体心脏、血管等疾病的彩色超声多普勒诊断仪(图3-43)，其基本工作原理也利用了多普勒效应。

;医生先用其向人体组织发射高频率的超声波，再根据接收的反射超声波频率变化来测定心脏跳动、血管血流快慢等情况，依此对病变作出诊断。;电磁波的多普勒效应为跟踪目的物(如导弹、云层等)提供了一种简便的方法。当目的物从远处飞向地面监测站上空，或从地面监测站上空飞向远处时，如果监测站不断发射恒定频率的电磁波，由于多普勒效应，地面监测站接收到的反射波频率会发生相应的变化。;根据这种变化就可确定目的物的距离、方位、速度等。这在军事、航天、气象预报等领域有着广泛的应用。

;能了解波、横波和纵波的内涵，能理解波速、波长和频率的定量关系，能认识波的反射、折射、干涉、衍射及多普勒效应等现象;能解释身边与机械波有关的物理现象。具有与机械波相关的运动与相互作用观念和能量观念。--物理观念;1.一艘渔船向鱼群发出超声波。若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与渔船发出的超声波相比，其频率如何变化?请说明理由。

渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，波速由介质决定，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比波速不变，;2.关于多普勒效应，下列说法正确的是

A.多普勒效应是由波的干涉引起的

B.多普