5.多普勒效应

多普勒效应模拟
1、观察者静止不动，数 经过的队伍中的人数， 每分钟假设有30个人经 过。
2、当观察者逆着队伍行 走时，数经过的队伍中 的人数，每分钟将大于 30个人经过。 3、当观察者与队伍同向 行走且速度比队伍的小 时，数经过的队伍中的 人数，每分钟将小于30 个人经过。 7
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v测
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v测
多普勒效应的成因
1、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。 2、观察者听到的声音的音调，是观察者接收 到的频率，即单位时间内接收到的完全波的 个数。 3、由于相对运动，声 源的频率没有变化， 而是观察者接收到的 频率发生了变化。 2014-3-28 8
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思考与讨论
当奔驰的列车向你驶来，并经过你的身 旁，而后又离开你驶向远方，在这一过程中， 你有没有注意到你耳朵中听到的列车的鸣笛 声有什么特殊的现象？
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生活中的特殊现象
列车靠近时，鸣笛声越来越尖锐； 列车远离时，鸣笛声越来越低吟。是 不是列车的扩音器的频率本身发生了 变化？
ห้องสมุดไป่ตู้
究竟运动和频率的关系如何？
波源的运动 观察者运动 情况 情况
★ ★
频率的关系
波源静止
观察者静止
等于 大于 小于
大于
波 源 的 频 率
观察者朝着 观 波源静止 波源运动 察 ★ 观察者远离 者 波源静止 波源运动 接 收 ★ 波源朝着观 观察者静止 频 察者运动 率 ★ 波源远离观 观察者静止 察者运动
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规律：
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．
多普勒效应的应用
多普勒效应是波动过程共有的特征，一切 波（如电磁波和光波）都能发生多普勒效应。
应用1、雷达测速仪： 交通警察向行进中的 汽车发射一个已知频 率的电磁波（通常是 红外线），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。
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应用2、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。
应用3、用多普勒效应测量其它星系向着还是 远离地球运动的速率。
宇宙中的星球都在不停地运动．测量星球 上某些元素发出的光波的频率，然后跟地球上 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。 2014-3-28 13
小于
多普勒效应的成因
1、波源和观察者没有相对运动时 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，故观察者接收 到的频率等于波源的频率。 2、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。 3、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 2014-3-28 收到的频率减少。
D．不知声速和火车车速，不能判断
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生活中的特殊现象
汽车驶近时，行驶的声音越来越尖锐；汽车远离 时，行驶的声音越来低吟。是不是汽车的行驶的声 音频率本身也发生了变化？ 2014-3-28 4
生活中的特殊现象
飞机飞近时，轰鸣声越来越尖锐；飞机飞 远时，轰鸣声越来嘶哑。是不是飞机的轰鸣 2014-3-28 5 声的频率本身也发生了变化？
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课堂练习
1、关于多普勒效应，下列说法正确的是（ C ） A．多普勒效应是由于波的干涉引起的 B．多普勒效应说明波源的频率发生改变 C．多普勒效应是由于波源与观察者之间 有相对运动而产生的 D．只有声波才可以产生多普勒效应 2、当火车进站鸣笛时，我们可听到的声调（ A ） A．变高 B．不变高 C．越来越沉
应用4、临床上应用：彩色多普勒超声 诊断系统
医生向人体内发射频率已知的超声波， 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，就能知道血 流的速度．这种方法俗称“彩超”，可以 检查心脏、大脑和眼底血管的病变。
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应用5、军事应用(E-3“望楼” 预警机) 脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪
多普勒效应(Doppler effect)
1、现象(1842年发现)：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。 2、音调：由频率决定，频率 越高音调越高，频率越低音 调越低。 3、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。 注意：频率由声源决定，实际频率并没有变化。 2014-3-28 6