高中物理第十二章机械波第5、6节多普勒效应惠更斯原理课件新人教版选修3
合集下载
高中物理第十二章机械波第56节多普勒效应惠更斯原理讲义含解析新人教版选修(可编辑修改word版)
多普勒效应及产生的原因 多普勒效应 惠更斯原理 [探新知·基础练]1. 多普勒效应(1) 音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。
(2) 多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象。
2. 多普勒效应产生的原因(1) 波源与观察者相对静止时，1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者观测到的频率等于波源振动的频率。
(2) 当波源与观察者相互靠近时，1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．发生多普勒效应时，波源发出的频率不变。
(√)2. 多普勒效应说明波源的频率发生变化。
(×)3. 多普勒效应是指观察者接收到的频率比波源发出的频率大的情况。
(×)[释疑难·对点练]多普勒效应的产生(1) 波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。
频率表示单位时间内完成的全振动的次数。
因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。
(2) 观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的。
①波源和观察者相对静止。
观察者接收到的频率等于波源的频率；②波源和观察者有相对运动。
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化。
波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。
(3) 多普勒效应是波的特性，不只是机械波会产生多普勒效应，后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象。
[特别提醒] 发生多普勒效应是由于波源与观察者发生了相对运动，而与波源到观察者的距离无关。
[试身手]1．(多选)下列哪些现象是多普勒效应造成的( )A．远去的汽车声音越来越小B．炮弹迎面飞来，声音刺耳C．火车向你驶来时，音调变高，远离你而去时，音调变低D．大风中，远处人的说话声时强时弱解析：选 BC 声波音调的高低由其频率决定，据多普勒效应，当声源与观察者发生相对运动时，观察者听到的音调会变化，B、C 正确；声音的强弱由声波的能量决定，声源越近，声波能量越大，听起来越响亮，但音调不一定变化，A、D 项不是由多普勒效应造成的。
高中物理第12章机械波5、6多普勒效应、惠更斯原理课件新人教版选修34
观察者 A 不动，波源 S 运 动，由 S→S2，如图所示
若靠近波源，由 A→B，则 f 波源＜f 观察者，音调变高；若远离波源，由 A→C，则 f 波源＞f 观察者，音调变低
f 波源＜f 观察者音调变高
第九页，共43页。
1．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是 300 Hz，在汽车向你驶来 又擦身而过的过程中，当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率________于 300 Hz，当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率________于 300 Hz
第十一页，共43页。
【解析】 当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，选项 C 正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并 没有改变，故选项 A 错误，选项 B 正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先 发现的，选项 D 正确．
【答案】 BCD
第十二页，共43页。
3．公路巡警开车在高速公路上以 100 km/h 的恒定速度巡查，在同一车道上
第二十七页，共43页。
【解析】 不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项 A 错 误、B 正确；只有波线才表示波的传播方向，选项 C 正确，D 错误．波面上的 每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波 速和频率，E 对．
【答案】 BCE
第二十八页，共43页。
利用惠更斯原理解释波的传播的一般步骤 (1)确定一列波某时刻一个波面的位置． (2)在波面上取两点或多个点作为子波的波源． (3)选一段时间 Δt. (4)根据波速确定 Δt 时间后子波波面的位置． (5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面． (6)由新的波面可确定波线及其方向．
第二十九页，共43页。
若靠近波源，由 A→B，则 f 波源＜f 观察者，音调变高；若远离波源，由 A→C，则 f 波源＞f 观察者，音调变低
f 波源＜f 观察者音调变高
第九页，共43页。
1．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是 300 Hz，在汽车向你驶来 又擦身而过的过程中，当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率________于 300 Hz，当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率________于 300 Hz
第十一页，共43页。
【解析】 当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，选项 C 正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并 没有改变，故选项 A 错误，选项 B 正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先 发现的，选项 D 正确．
【答案】 BCD
第十二页，共43页。
3．公路巡警开车在高速公路上以 100 km/h 的恒定速度巡查，在同一车道上
第二十七页，共43页。
【解析】 不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项 A 错 误、B 正确；只有波线才表示波的传播方向，选项 C 正确，D 错误．波面上的 每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波 速和频率，E 对．
【答案】 BCE
第二十八页，共43页。
利用惠更斯原理解释波的传播的一般步骤 (1)确定一列波某时刻一个波面的位置． (2)在波面上取两点或多个点作为子波的波源． (3)选一段时间 Δt. (4)根据波速确定 Δt 时间后子波波面的位置． (5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面． (6)由新的波面可确定波线及其方向．
第二十九页，共43页。
高中物理 第十二章 机械波 第六节 惠更斯原理课件 新人教版选修34
一、对惠更斯原理的理解 1．惠更斯原理的实质：波面上的每一点(面源)都是一个 次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和 频率，此后每一时刻的子波波面的包络面就是该时刻总的波动 的波面．其核心思想是：介质中任一处的波动状态是由各处的 波动决定的．
第十三页，共29页。
2．惠更斯原理的局限性：光的直线传播、反射、折射等 都能用此来进行较好的解释．但是，惠更斯原理是比较粗糙 的，用它不能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系，而且 由惠更斯原理推知有倒退波的存在，而倒退波显然是不存在 的．
第二十三页，共29页。
巩固练习1 (多选题)关于惠更斯的理解，下列说法正确 的是( )
A．惠更斯原理能够解释波的反射和折射现象 B．惠更斯原理能够解释波的衍射 C．介质中任何一个波面的各点，都可以看成发射子波的 波源 D．惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小关 系
第二十四页，共29页。
解析 惠更斯原理解释了波的传播方向上的问题，所以能 够解释波的反射现象和折射现象，故A选项正确．同样，惠更 斯原理也可以解释波的衍射，但不能解释衍射现象与孔或障碍 物大小的关系，故B选项正确，D选项错误；由惠更斯原理可 知，C选项正确．
第十四页，共29页。
二、波的反射及应用 1．回声测距 (1)当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来 继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同， 因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相 等．设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声2t .
第十五页，共29页。
第二十二页，共29页。
【解析】 由惠更斯的理论可知，波面就是由振动状态相 同的点组成的面，故A选项正确，B选项错误；由于波在均匀 介质中各个方向的传播速度大小相等，所以一个点波源所形成 的波面是以波源为球心的一个个球面，C选项正确；波线就是 垂直波面向前的波的传播方向，故D选项正确． 【答案(dáàn)】 ACD
高中物理 12.512.6 多普勒效应 惠更斯原理课件 新人教版选修34
第十七页，共33页。
典例精析 一、对多普勒效应(xiàoyìng)的理解
例1 关于多普勒效应，以下说法中正确的是( ) A.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 D.只有(zhǐyǒu)声波才能产生多普勒效应 解析 由于波源的频率(pínlǜ)只与波源本身在单位时间内 完成的全振动的次数有关，而与波源是否运动或观察者是 否运动的情况均无关系，故第十八A页，选共33页项。 不正确；
是相等的，故B、C选项都是正确的；
一切波都能发生多普勒效应，故D选项不正确.
答案 BC
第十九页，共33页。
典例精析 一、对多普勒效应(xiàoyìng)的理解
例2 如图1甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学 坐在秋千上来回摆动(bǎidòng)，下列关于女同学的感受的 说法正确的是( )
图1
第二十页，共33页。
普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间相发对生运动(xiānɡ duì y
了
.
第六页，共33页。
二、波面、波线、惠更斯原理(yuánlǐ)
问题(wèntí)设 把计一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平的水
面波向周围传播，你知道向四面八方传播的波峰(波谷)为什 么会组成一个个圆吗？ 答案 因为水波由波源向四周(sìzhōu)传开，向各个方向的 波速都一样，所以向四面八方传播的波峰(波谷)组成一个个 圆.
第三十页，共33页。
1234
3.(波的折射)一列声波从空气传入水中，已知水中波长 较大(jiào dàB)，则( ) A.声波频率不变，波速变小 B.声波频率不变，波速变大 C.声波频率变小，波速变大 D.声波频率变大，波速不变
典例精析 一、对多普勒效应(xiàoyìng)的理解
例1 关于多普勒效应，以下说法中正确的是( ) A.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 D.只有(zhǐyǒu)声波才能产生多普勒效应 解析 由于波源的频率(pínlǜ)只与波源本身在单位时间内 完成的全振动的次数有关，而与波源是否运动或观察者是 否运动的情况均无关系，故第十八A页，选共33页项。 不正确；
是相等的，故B、C选项都是正确的；
一切波都能发生多普勒效应，故D选项不正确.
答案 BC
第十九页，共33页。
典例精析 一、对多普勒效应(xiàoyìng)的理解
例2 如图1甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学 坐在秋千上来回摆动(bǎidòng)，下列关于女同学的感受的 说法正确的是( )
图1
第二十页，共33页。
普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间相发对生运动(xiānɡ duì y
了
.
第六页，共33页。
二、波面、波线、惠更斯原理(yuánlǐ)
问题(wèntí)设 把计一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平的水
面波向周围传播，你知道向四面八方传播的波峰(波谷)为什 么会组成一个个圆吗？ 答案 因为水波由波源向四周(sìzhōu)传开，向各个方向的 波速都一样，所以向四面八方传播的波峰(波谷)组成一个个 圆.
第三十页，共33页。
1234
3.(波的折射)一列声波从空气传入水中，已知水中波长 较大(jiào dàB)，则( ) A.声波频率不变，波速变小 B.声波频率不变，波速变大 C.声波频率变小，波速变大 D.声波频率变大，波速不变
高中物理第十二章机械波5多普勒效应课件选修34高中选修34物理课件
12/11/2021
第三十二页，共四十八页。
【解析】 (1)观察者相对介质静止，波源以速度 v 向观察者 运动，声波相对介质的传播速度不变仍为 u，t 时间内产生波的 总长度 L＝(u－v)t，所以经过观察者的时间为 t′＝u－u vt＝ 3403－4020×2 s≈1.882 s．(2)火车向观察者驶近时，观察者听到的 频率为 f1＝u－u vf0，火车从观察者身边远离时，听到的频率为 f2 ＝u＋u vf0，所以ff12＝uu＋－vv＝334400＋－2200＝
第十九页，共四十八页。
(多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是( CD ) A．只有声波才能发生多普勒效应 B．当观察者靠近声源时，听到声音的音调升高，说明声源 的频率升高了 C．当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时， 不会发生多普勒效应 D．火车离站时，站台上的旅客听到火车的汽笛音调降低
12/11/2021
第四页，共四十八页。
3．当波源与观察者相互靠近时，1 s 内通过观察者的波峰(或 密部)的数目 增加 ，接收到的频率 增加 ；反之，当波源 与观察者互相远离时，接收到的频率 降低．
12/11/2021
第五页，共四十八页。
奥地利有一位名叫多普勒的数学家、物理学家.1842 年的某 一天，他正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驰过，他 发现火车从远而近时汽笛声变响，音调变尖，而火车从近而远 时汽笛声变弱，音调变低．你知道这是为什么吗？
(1)波源和观察者相对介质都不动：观察者接收到的频率是 单位时间内通过观察者的完全波数，故 f′＝Vλ ＝f，即接收到的 频率等于波源的频率．
12/11/2021
第二十九页，共四十八页。
(2)波源相对介质不动，而观察者向波源运动：则波对观察 者的速度为(v＋V)，据公式 λ＝Vf ，知 f′＝V＋λ v＝(1＋Vv)f，即 接收到的频率增加为波源频率的(1＋Vv)倍．同理可知，当观察者 远离波源运动时，观察者接收到的频率减小，f′＝(1－Vv)f.
高中物理第十二章机械波第5节第6节惠更斯原理课件新人教版选修3
1．惠更斯原理的实质：波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波 的波速与频率等于初级波的波速和频率，此后每一时刻的子波波面的包络面就是该 时刻总的波动的波面．其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定 的．
2．利用惠更斯原理解释波的传播 如图1所示，以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ，按照惠更斯原理，γ面上每个点 都是子波的波源．设各个方向的波速都是v，在Δt时间之后各子波的波面如图中一个 个的小圆所示，它的半径是vΔt.γ′是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的 波面γ在时间Δt后的新位置．可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半 径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．
3．多普勒效应的应用
(1)测量汽车速度 交通警车向行进中的车辆发射___频__率___已知的超声波，同时测量__反__射__波____的频率， 根据反射波___频__率__变__化___的多少就能知道车辆的速度． (2)测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的___频__率___，然后与地球上这些元素 __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．
解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，B正确．只 有波线才表示波的传播方向，选项C正确，D错误． 答案：BC
4．下列说法中正确的是( ) A．根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源 B．惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播 C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理可以确定波的传播方向 D．惠更斯原理不能解释波的直线传播，可以解释波的反射与折射等相关现象
图1
图2
与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(如图2所示)．
高级中学高中物理人教版(选修34)第十二章机械波第5节多普勒效应+定稿课件
新课内容
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。
而接收者听到的声音的音调，是由接收者接收到的 频率决定的，即单位时间接收到的完全波的个数决 定的。
观察者不动，波源相对介质运拟
观测者静止 观测者靠近“波源” 观测者远离“波源”
f测 = f源
f测 > f源
f测 < f
源
归纳总结一
当波源和观察者相对不动时，观察者接收到的频率 不变，即“原声原调”。
当波源和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；
1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/102021/11/102021/11/1011/10/2021
新课内容
三、多普勒效应的应用
5.多普勒水流测速仪
新课内容
三、多普勒效应的应用
6.多普勒天气雷达
新课内容
三、多普勒效应的应用
7.光波的多普勒效应。
光的多普勒效应又被称为多普勒-斐索效应。法国物理 学家斐索于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释 ，提出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法。
科学家发现，当卫星在 近地点时信号频率就增加， 远地点时信号频率就降低。 因为卫星轨道是已知的，所 以接收卫星信号的接收机不 论处于何方，它的位置都能 被测定。
高中物理第十二章5+6多普勒效应惠更斯原理课件新人教版选修3_4
• 利用恵更斯原理解释波的传播的一般步骤 • (1)确定一列波某时刻一个波面的位置． • (2)在波面上取两点或多个点作为子波的波 源． • (3)选一段时间Δt. • (4)根据波速确定Δt时间后子波波面的位置． • (5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为 新的波面．
• 第4步巧练——精选习题，落实强化 • 1．(多选)(2014·大连高二检测)下列说法中正 确的是( ) • A．只有平面波的波面才与波线垂直 • B．任何波的波线与波面都相互垂直 • C．任何波的波线都表示波的传播方向 • D．有些波的波面表示波的传播方向
• 【提示】 不能．能否发生多普勒效应取决 于波源和观察者之间的距离是否变化．
• 第2步结论——自我总结，素能培养
• 1．多普勒效应的成因
• 发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察 者之间发生了相对运动．
• 2．相相对位对置位置变化与图频示率的关系(规结律论)：
波源S和观察者 A相对静止，如 图所示
• 【解析】 当汽车向你驶来时，两者距离减 小，你单位时间内接收的声波个数增多，频率升 高，将大于300 Hz，故A选项正确；当汽车和你 擦身而过后，两者距离变大，你单位时间内接收 的声波个数减少，频率降低，将小于300 Hz，故 D选项正确．
• 【答案】 AD
• 多普勒效应的判断方法 • (1)确定研究对象．(波源与观察者) • (2)确定波源与观察者是否有相对运动．若有 相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生． • (3)判断：当两者远离时，观察者接收到的波 的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变 大，但波源的频率不变．
[再思考]
• 将一颗石子投到池塘的中央，可以看到一圈 圈的水波由中央向外传播，其中这一圈圈的波峰 构成的是波面还是波线？
2019_2020学年高中物理第十二章第5节多普勒效应第6节惠更斯原理课件新人教版选修3_4
(1)观测者向波源靠近时，波源频率不变，但观测者接收到的 频率增高，即音调增高；反之，观测者与波源远离时，观测 者接收到的频率降低、音调降低． (2)多普勒效应是波动过程共有的特征，电磁波和光波也会发 生多普勒效应．
有经验的铁路养护人员可以从火车鸣笛的声
音判断火车的行驶方向．他所利用的应是( )
2．接收频率 (1)波源和观察者相对静止．观察者接收到的频率等于波源的 频率． (2)波源和观察者有相对运动．观察者在单位时间内接收到的 完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化． 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；二 者如果相互远离，观察者接收到的频率减小．
3．音调 音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低．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 间内接收到的完全波的个数决定的．
第十二章 机械波
第5节 多普勒效应 第6节 惠更斯原理
第十二章 机械波
1.了解多普勒效应，并能运用多普勒效应解释一些物 理现象． 2.知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理． 3．知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象， 并能用惠更斯原理进行解释．
一、多普勒效应
1．多普勒效应：波源与_率___发生变化的现象．
(多选)下列说法中正确的是( ) A．入射波的波长和反射波的波长相等 B．入射波的波长大于折射波的波长 C．入射波的波长小于折射波的波长 D．入射波和折射波频率相同
(多选)关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是 () A．同一波面上的各质点振动情况完全相同 B．同一振源的不同波面上的质点的振动情况一定不同 C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D．无论怎样的波，波线始终和波面垂直 [解题探究] (1)同一波面上各点到波源的距离是否相等？这些 点的振动情况有什么特点？ (2)平面波和球面波有什么区别？
高中物理第十二章机械波5多普勒效应课件选修34高中选修34物理课件
12/12/2021
探究
当堂检测
4.波源与观察者相对位置变化与频率的关系。
相对位置
图示
结论
波源 S 和观察者 A 相 对静止不动,如图所示
f 波源=f 观察者,音调不变
波源 S 不动,观察者 A 运动,由 A 向 B 或 A 向 C,如图所示
观察者 A 不动,波源 S 运动,由 S 向 S1,如图所 示
12/12/2021
探究
当堂检测
名师精讲 1.多普勒效应是指观察者所接收到的波的频率与波源频率不同 的现象,并不是接收到的波的强度发生变化的现象。 2.发生多普勒效应时,波源的频率并没有变化,是接收者接收到的 频率(单位时间内接收到的完整波的个数)发生变化(大于或小于波 源频率)。 3.多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距离,而是 取决于二者相对速度的大小和方向。
12/12/2021
探究
当堂检测
对多普勒效应的理解 问题导引 如图所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆 动,当女同学靠近或远离男同学时,她感觉的哨音有变化吗?
要点提示:在女同学荡秋千的过程中,只要她有向右的速度,她都 有靠近声源的趋势,根据多普勒效应,她都感觉哨声音调变高;反之, 女同学向左运动时,她都感觉音调变低。
(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样?
12/12/2021
பைடு நூலகம் 探究
当堂检测
【思考问题】 音调的变化是如何体现频率变化的? 提示:频率变高音调就变高;频率变低音调就变低。 解析:(1)站在车运动前方的观察者与列车在靠近,因此听起来音 调偏高;站在车运动后方的观察者与列车在远离,因此听起来音调 偏低。 (2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调偏高,此时列车汽笛声 的音调不变。 (3)坐在新型列车动车组上的乘客与该列车的相对位置不变,故听 起来音调不变。 答案:(1)偏高 偏低 (2)偏高 不变 (3)不变
高中物理 第十二章 机械波 第5节 多普勒效应课件24高二选修34物理课件
12.5多普勒效应(xiàoyìng)
第一页，共十九页。
看 听 下面几段录像，注意仔细(zǐxì) 声音除音量大
小以外的变化。
第二页，共十九页。
一、多普勒效应(xiàoyìng)
现象：当一辆汽车(qìchē)响着喇叭从你身边疾驶而 过的时候,喇叭的音调会由高变低.
二、多普勒效应 的解 (xiàoyìng) 释设波源的频率 f
B
第十七页，共十九页。
一个(yī ɡè)艰难的思考： • 该同学听到的声音
• 其他同学听到的声音
第十八页，共十九页。
内容(nèiróng)总结
12.5多普勒效应。现象：当一辆汽车响着喇叭从你身边疾驶而过的时候(shíhou),喇叭的音调会由高变低.。设波 源频率为f, 观察者接收到的频率为f’。3、观察者不动 (1)波源向着观察者运动时。3、观察者不动
No (2)波源远离观察者运动时。多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有的波,包括光波、电磁波。（2）临床上
应用多普勒效应:彩色多普勒超声诊断系统。（4）军事应用(E-3“望楼” 预警机) 脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪
Image
12/9/2021
第十九页，共十九页。
第十四页，共十九页。
【1】关于多普勒效应下列说法中正确的是
B
• A、只有声波(shēnɡ bō)才有多普勒效应
• B、光波也有多普勒效应
• C、只有机械波才有多普勒效应
• D、电磁波不能发生多普勒效应
第十五页，共十九页。
【2】下面哪些应用是利用了多普勒效应？
ABD
• A、利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率
对运动时，使观察者接收(jiēshōu)到的频率发生 变化的现象，叫多普勒效应.
第一页，共十九页。
看 听 下面几段录像，注意仔细(zǐxì) 声音除音量大
小以外的变化。
第二页，共十九页。
一、多普勒效应(xiàoyìng)
现象：当一辆汽车(qìchē)响着喇叭从你身边疾驶而 过的时候,喇叭的音调会由高变低.
二、多普勒效应 的解 (xiàoyìng) 释设波源的频率 f
B
第十七页，共十九页。
一个(yī ɡè)艰难的思考： • 该同学听到的声音
• 其他同学听到的声音
第十八页，共十九页。
内容(nèiróng)总结
12.5多普勒效应。现象：当一辆汽车响着喇叭从你身边疾驶而过的时候(shíhou),喇叭的音调会由高变低.。设波 源频率为f, 观察者接收到的频率为f’。3、观察者不动 (1)波源向着观察者运动时。3、观察者不动
No (2)波源远离观察者运动时。多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有的波,包括光波、电磁波。（2）临床上
应用多普勒效应:彩色多普勒超声诊断系统。（4）军事应用(E-3“望楼” 预警机) 脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪
Image
12/9/2021
第十九页，共十九页。
第十四页，共十九页。
【1】关于多普勒效应下列说法中正确的是
B
• A、只有声波(shēnɡ bō)才有多普勒效应
• B、光波也有多普勒效应
• C、只有机械波才有多普勒效应
• D、电磁波不能发生多普勒效应
第十五页，共十九页。
【2】下面哪些应用是利用了多普勒效应？
ABD
• A、利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率
对运动时，使观察者接收(jiēshōu)到的频率发生 变化的现象，叫多普勒效应.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 5、6 节
多普勒效应
惠更斯原理
多普勒效应及产生的原因
[探新知· 基础练]
1．多普勒效应 (1)音调：音调由 频率 决定，频率 高 则音调高，频率 低 则 音调低。 (2)多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时， 接收到的波的 频率 都会发生变化的现象。
2．多普勒效应产生的原因 (1)波源与观察者相对静止时，1 s 内通过观察者的波峰(或密 部)的数目是一定的，观察者观测到的频率 等于波源振动的频率。 (2)当波源与观察者相互靠近时，1 s 内通过观察者的波峰(或 密部)的数目增加，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互 相远离时，观察到的频率 变小 。
与观察者发生相对运动时，观察者听到的音调会变化， B、C 正确；声音的强弱由声波的能量决定，声源越近，声波能量越 大，听起来越响亮，但音调不一定变化，A、D 项不是由多普 勒效应造成的。 答案：BC
(
)
多普勒效应的应用
[探新知· 基础练]
1．测车辆速度 交警向行进中的车辆发射 频率已知 的超声波， 同时测 量 反射波 的频率，根据反射波频率 频率变化 就能知道车 辆的速度。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．发生多普勒效应时，波源发出的频率不变。 2．多普勒效应说明波源的频率发生变化。 (√ ) (× )
3． 多普勒效应是指观察者接收到的频率比波源发出的频率大的 情况。 (×)
[释疑难· 对点练]
多普勒效应的产生 (1)波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一 个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波 源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。 (2)观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率， 即单位时间内接收到的完全波的个数决定的。 ①波源和观察者相对静止。观察者接收到的频率等于波源 的频率；
2．人们可以根据接收到太阳光的频率变小判断太阳离地球 远去。 (√ )
3．在医学上，医生根据超声波的多普勒效应测量血流速度。 (√)
[释疑难· 对点练]
1．多普勒效应再理解 (1)多普勒效应是指观察者所接收到的波的频率与波源频 率不同的现象，并不是接收到的波的强度发生变化的现象。 (2)发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，是接收 者接收到的频率 (单位时间内接收到的完整波的个数 )发生变 化(大于或小于波源频率)。 (3)多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距 离，而是取决于二者相对速度的大小和方向。
②波源和观察者有相对运动。 观察者在单位时间内接收到 的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化。 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大； 二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。 (3)多普勒效应是波的特性， 不只是机械波会产生多普勒效 应，后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象。
惠更斯原理及应用
[探新知· 基础练]
1．波面和波线 (1)波面：从波源出发的波，经过同一 时间 到达的各点所组 成的面，如图所示。
(2)波线：用来表示波的传播方向的线，波线与各个波面总 是 垂直 的。 说明：波面是球面的波为球面波，如空气中的声波。波面是 平面的波为平面波。
2．惠其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面 就是新的波面。 (2)包络面：某时刻与子波波面相切的曲面。 (3)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还 知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻波面的位置， 从而可确定波的 前进方向 。
(3)了解血液流动速度，可以通过发射超声波来实现。由 于血管内的血液是流动的物体，所以超声波振源与相对运动 的血液间就产生多普勒效应。血管向着超声源运动时，反射 波的波长被压缩，因而频率增加。血管离开声源运动时，反 射波的波长变长，因而在单位时间里频率减少。反射波频率 增加或减少的量，是与血液流动速度成正比，从而就可根据 超声波的频移量，测定血液的流速。
[特别提醒]
发生多普勒效应是由于波源与观察者发生
了相对运动，而与波源到观察者的距离无关。
[试身手] 1． (多选)下列哪些现象是多普勒效应造成的 A．远去的汽车声音越来越小 B．炮弹迎面飞来，声音刺耳 C．火车向你驶来时，音调变高，远离你而去时，音调变低 D．大风中，远处人的说话声时强时弱 解析：声波音调的高低由其频率决定，据多普勒效应，当声源
解析：凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应 便可以测定遥远天体相对于地球的运动速度，A 选项正确；被 反射的电磁波，相当于一个运动的汽车发出的电磁波，其频率 发生变化，由多普勒效应可求出运动汽车的速度，B 选项正确； 铁路工人根据振动的强弱而对列车的运动作出判断，C 选项错 误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮 弹的相对运动方向有关，D 选项正确。 答案：ABD
2．测星球速度 测量星球上某些元素发出的光波的 频率 。然后与地球 上这些元素 静止 时发光的频率对照，可得星球的速度。 3．测血流速度 向人体内发射 已知频率 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化 就可 得血流速度。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．利用超声波的多普勒效应可以测车辆速度。 (√ )
2．多普勒效应应用 (1)交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反 射波的频率， 根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。 (2)利用多普勒效应测量恒星相对速度的方法。光波与声波的 不同之处在于，光波频率的变化使人感觉到的是颜色的变化。如 果恒星远离我们而去， 则光的谱线就向红光方向移动， 称为红移； 如果恒星朝向我们运动， 光的谱线就向紫光方向移动， 称为蓝移。 波源的速度越高，所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度， 可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
[试身手] 2．(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应 ( )
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥 远天体相对于地球的运动速度 B．交警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， 根据接收到的频率发生的变化， 就可知汽车的速度，以便于交通管理 C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近 还是远去
多普勒效应
惠更斯原理
多普勒效应及产生的原因
[探新知· 基础练]
1．多普勒效应 (1)音调：音调由 频率 决定，频率 高 则音调高，频率 低 则 音调低。 (2)多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时， 接收到的波的 频率 都会发生变化的现象。
2．多普勒效应产生的原因 (1)波源与观察者相对静止时，1 s 内通过观察者的波峰(或密 部)的数目是一定的，观察者观测到的频率 等于波源振动的频率。 (2)当波源与观察者相互靠近时，1 s 内通过观察者的波峰(或 密部)的数目增加，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互 相远离时，观察到的频率 变小 。
与观察者发生相对运动时，观察者听到的音调会变化， B、C 正确；声音的强弱由声波的能量决定，声源越近，声波能量越 大，听起来越响亮，但音调不一定变化，A、D 项不是由多普 勒效应造成的。 答案：BC
(
)
多普勒效应的应用
[探新知· 基础练]
1．测车辆速度 交警向行进中的车辆发射 频率已知 的超声波， 同时测 量 反射波 的频率，根据反射波频率 频率变化 就能知道车 辆的速度。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．发生多普勒效应时，波源发出的频率不变。 2．多普勒效应说明波源的频率发生变化。 (√ ) (× )
3． 多普勒效应是指观察者接收到的频率比波源发出的频率大的 情况。 (×)
[释疑难· 对点练]
多普勒效应的产生 (1)波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一 个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波 源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。 (2)观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率， 即单位时间内接收到的完全波的个数决定的。 ①波源和观察者相对静止。观察者接收到的频率等于波源 的频率；
2．人们可以根据接收到太阳光的频率变小判断太阳离地球 远去。 (√ )
3．在医学上，医生根据超声波的多普勒效应测量血流速度。 (√)
[释疑难· 对点练]
1．多普勒效应再理解 (1)多普勒效应是指观察者所接收到的波的频率与波源频 率不同的现象，并不是接收到的波的强度发生变化的现象。 (2)发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，是接收 者接收到的频率 (单位时间内接收到的完整波的个数 )发生变 化(大于或小于波源频率)。 (3)多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距 离，而是取决于二者相对速度的大小和方向。
②波源和观察者有相对运动。 观察者在单位时间内接收到 的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化。 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大； 二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。 (3)多普勒效应是波的特性， 不只是机械波会产生多普勒效 应，后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象。
惠更斯原理及应用
[探新知· 基础练]
1．波面和波线 (1)波面：从波源出发的波，经过同一 时间 到达的各点所组 成的面，如图所示。
(2)波线：用来表示波的传播方向的线，波线与各个波面总 是 垂直 的。 说明：波面是球面的波为球面波，如空气中的声波。波面是 平面的波为平面波。
2．惠其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面 就是新的波面。 (2)包络面：某时刻与子波波面相切的曲面。 (3)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还 知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻波面的位置， 从而可确定波的 前进方向 。
(3)了解血液流动速度，可以通过发射超声波来实现。由 于血管内的血液是流动的物体，所以超声波振源与相对运动 的血液间就产生多普勒效应。血管向着超声源运动时，反射 波的波长被压缩，因而频率增加。血管离开声源运动时，反 射波的波长变长，因而在单位时间里频率减少。反射波频率 增加或减少的量，是与血液流动速度成正比，从而就可根据 超声波的频移量，测定血液的流速。
[特别提醒]
发生多普勒效应是由于波源与观察者发生
了相对运动，而与波源到观察者的距离无关。
[试身手] 1． (多选)下列哪些现象是多普勒效应造成的 A．远去的汽车声音越来越小 B．炮弹迎面飞来，声音刺耳 C．火车向你驶来时，音调变高，远离你而去时，音调变低 D．大风中，远处人的说话声时强时弱 解析：声波音调的高低由其频率决定，据多普勒效应，当声源
解析：凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应 便可以测定遥远天体相对于地球的运动速度，A 选项正确；被 反射的电磁波，相当于一个运动的汽车发出的电磁波，其频率 发生变化，由多普勒效应可求出运动汽车的速度，B 选项正确； 铁路工人根据振动的强弱而对列车的运动作出判断，C 选项错 误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮 弹的相对运动方向有关，D 选项正确。 答案：ABD
2．测星球速度 测量星球上某些元素发出的光波的 频率 。然后与地球 上这些元素 静止 时发光的频率对照，可得星球的速度。 3．测血流速度 向人体内发射 已知频率 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化 就可 得血流速度。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．利用超声波的多普勒效应可以测车辆速度。 (√ )
2．多普勒效应应用 (1)交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反 射波的频率， 根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。 (2)利用多普勒效应测量恒星相对速度的方法。光波与声波的 不同之处在于，光波频率的变化使人感觉到的是颜色的变化。如 果恒星远离我们而去， 则光的谱线就向红光方向移动， 称为红移； 如果恒星朝向我们运动， 光的谱线就向紫光方向移动， 称为蓝移。 波源的速度越高，所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度， 可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
[试身手] 2．(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应 ( )
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥 远天体相对于地球的运动速度 B．交警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， 根据接收到的频率发生的变化， 就可知汽车的速度，以便于交通管理 C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近 还是远去