普通物理学多普勒效应.ppt

例车上一警笛发射频率为1500Hz的声波,该车以20m/s的速度向某方向运动，某人以5m/s的速度跟踪其后，已知空气声速为330m/s。求该人听到的警笛发声频率以及在警笛后方空气中声波的波长。解：由已知条件得人听到的频率为：机械波的多普勒效应第30页,共32页，星期六，2024年，5月警笛后方的空气不随波前进，即有。空气中波长：解毕。机械波的多普勒效应第31页,共32页，星期六，2024年，5月警察用多普勒测速仪测速超声多普勒效应测血流速第32页,共32页，星期六，2024年，5月******************************************普通物理学多普勒效应波的叠加原理:有几列波同时在媒质中传播时，它们的传播特性（波长、频率、波速、波形）不会因其它波的存在而发生影响。在几列波相遇或叠加的区域内，任一点处质点的振动位移是各个波单独在该点所引起的位移的矢量和第2页,共32页，星期六，2024年，5月2.波的干涉叠加相干条件：振动方向相同频率相同相位相同或相位差恒定第3页,共32页，星期六，2024年，5月两个相干波源波源S1和S2的振动方程分别为：S1和S2单独存在时,在P点引起的振动的方程为:第4页,共32页，星期六，2024年，5月P点的合方程为:振幅A和相位f0第5页,共32页，星期六，2024年，5月（合振幅最大,相干增强）（合振幅最小，相干减弱）第6页,共32页，星期六，2024年，5月波程差若f10=f20，上述条件简化为：（相干增强）（相干减弱）因若I1=I2，叠加后波的强度：第7页,共32页，星期六，2024年，5月干涉现象的强度分布第8页,共32页，星期六，2024年，5月一驻波的产生振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而形成的一种特殊的干涉现象.第9页,共32页，星期六，2024年，5月驻波的振幅与位置有关二驻波方程正向负向各质点都在作同频率的简谐运动第10页,共32页，星期六，2024年，5月驻波方程相邻波腹（节）间距相邻波腹和波节间距波腹波节第11页,共32页，星期六，2024年，5月相邻两波节之间质点振动同相位，任一波节两侧振动相位相反，在波节处产生的相位跃变.（与行波不同，无相位的传播）.第12页,共32页，星期六，2024年，5月三相位跃变（半波损失）当波从波疏介入射到波密介质，发射波将产生半波损失.波密介质(n大）波疏介质(n小）第13页,共32页，星期六，2024年，5月当波从波密介质垂直入射到波疏介质，被反射到波密介质时形成波腹.入射波与反射波在此处的相位时时相同，即反射波在分界处不产生相位跃变.第14页,共32页，星期六，2024年，5月多普勒效应不知你是否注意过这样的现象，当一辆汽车响着喇叭从你身边疾驶而过时，喇叭的音调会由高变低，好像汽车驶来的时候唱着音符“7”，离开的时候就唱音符“1”了．??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????第15页,共32页，星期六，2024年，5月火车远离第16页,共32页，星期六，2024年，5月火车靠近第17页,共32页，星期六，2024年，5月1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时就注意到了类似的现象，他经过认真的研究，发现波源和观察者互相靠近或者互相远离时，观察到的波的频率都会发生变化，并且做出了解释．人们把这种现象叫做多普勒效应．第18页,共32页，星期六，2024年，5月波的频率是指什么？波的频率是指：波源在单位时间内发出的完全波的数目。第19页,共32页，星期六，2024年，5月为了了解多普勒效应，可以做这样一个模拟实验．让一队人匀速沿街行走，观察者站在街旁不动，每秒有9个人从他身边通过（下图上）．这种情况下的“过人频率”是9人/秒．如果观察者逆着队伍行走（下图中），每秒从观察者身边通过人数增加（过人频率）是增加还是减少？第20页,共32页，星期六，2024年，5月反之，如果观察者顺着队伍行走（下图下），每秒从观察者身边通过人数增加（过人频率）是增加还是减少？．?第21页,共32页，星