12.5多普勒效应课件

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二、多普勒效应的应用
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二、多普勒效应的应用
1 ．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. 2 ．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.
3 ．交通警察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，接收到的频 率发生变化，由此可指示汽车的速度.
观察者向波源运动
观察者远离波源
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说明1
在观察者运动的情况下，引起观察者接 收频率的改变，是由于观测到的波的传 播速度发生改变（波的波长不变）
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演示三
水波的多普勒效应
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2、观察者不动，波源相对介质以速度
vs 运动
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13

s
v sT
u
s'
vsT
T u A
b
T '

b
u
u 1 u f ' f T ' v sT u v s
观察 者接 收的 频率
f '
u f u v s
波源向观察者运动
f '
u f u v s
波源远离观察者
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说明2
在波源运动的情况下，引起观察者接收 频率的改变，是由于观测到的波长发生 改变（波的传播速度不变）
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究竟运动和频率的关系如何？
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课堂练习 3．关于多普勒效应，下列正确的是 ( C )
A．多普勒效应是由波的干涉引起的
B．多普勒效应说明波源的频率发生了改变
C．多普勒效应是由于波源和观察者之间有 相对运动而产生的 D．只有声波才能产生多普勒效应
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课堂练习 4．在铁路旁听行驶中的火车的汽笛声，当火车 迎面驶来时，音调变高，火车远离时，音调 变低，是因为 ( C ) A．火车驶来时，声源的频率变大 B．火车远离时，声源的频率变小 C．火车驶来及远离时，声源的频率都不变 D．以上说法均不正确
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多普勒效应
1 ．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 者相互远离，观察者接收到的频率减小。
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2．在观察者运动的情况下，引起观察者接收 频率的改变，是由于观测到的波的速度发生 改变（波的波长不变）。
3．在波源运动的情况下，引起观察者接收频 率的改变，是由于观测到的波的波长发生改变 （波的速度不变）。
波源的运动 情况 ★ ★ ★ ★ ★ 波源静止 波源静止 波源静止 波源朝着观 察者运动 波源远离观 察者运动 观察者运动 情况 观察者静止 观察者朝着 波源运动 观察者远离 波源运动 频率的关系
等于
观 察 者 接 收 频 率
大于 小于 大于 小于源自观察者静止观察者静止
波 源 的 频 率
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总结：当波源与观察者有相对运动时：
4 ．由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以 判断遥远天体相对于地球的运动速度.
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5．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．
超声多普勒效应 测血流速
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作业:
若汽车以此速度远离，则 警察接收到的频率是多少？
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波源静止，观察者向波源靠近
S
B A
f > f
'
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总结：观察者接收到的频率大于波源的频率
观察者不动，波源向观察者靠近
f >f
'
总结：观察者接收到的频率大于波源的频率
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多普勒 C. Doppler， 1803-1853
奥地利物理学家，他于 1842年第一次论证了相 互转动的双星系统所发 射的光的频率的微小变 化，继而又讨论了声源 与观察者之间相对运动 时，观察者所接收的声 波频率的变化。
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一、多普勒效应原理
几个重要概念
1、波源的频率（v）：单位时间内波源振动的次数 或发出的‘完整波’的个数。单位：赫兹，Hz。 2、接收到的频率（v’）：观察者在单位时间内接 收到的‘完整波’的个数。单位：赫兹，Hz。 规定: vo表示观察者相对于媒质的运动速度。 vs表示波源相对于媒质的运动速度。 u 表示波的传播速度
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课堂练习
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 来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察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，根据接受到的 频率发生的变化来知道汽车的速度 C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运行情况 D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声确定飞行炮弹 是接近还是远去
二者相互接近，观察者接收到的频率增大； 二者相互远离，观察者接收到的频率减小。
注：频率增大，指观察都接收到的频率大于 波源发出的频率
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说明
1．在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是 由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到 频率发生了变化。 2．多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波， 电磁波和光波也会发生多普勒效应。
6．军事应用(E-3“望楼” 预警机) 脉冲多普勒雷 达，多谱勒导航仪。
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小 结：
1．叙述波源的频率和观察者接收到的 频率的区别。
2．什么是多普勒效应？
3．举例说明多普勒效应的应用。
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课堂练习 1．关于多普勒效应下列说法中正确的是 （ B ） A．只有声波才有多普勒效应 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
第十二章：机械波
第5节：多普勒效应
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演示
注意听声音除音量大小以外的变化!
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演示
注意听声音除音量大小以外的变化!
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思考与讨论 现象：
汽车靠近人时
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声音尖锐
声音低沉
汽车远离人时
拓展：音调的高低与振动的频率有关。
音调高（尖锐） 音调低（低沉）
振动频率大 振动频率小
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结论：靠近时音调变高， 远离时音调变低。
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讨论 人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？ 接收频率——单位时间内观测者接收到的振动次 数或完整波数.
发射频率
f
接收频率
'
f
'
只有波源与观察者相对静止时才相等.
f f
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1、 波源不动，观察者相对介质以速度 vo 运动
观察 者接 收的 频率
u v o f ' f u
u v0 f ' f u
讨论：
那么是不是发声体的频率发生了变化呢？
讨论：
不 是
所以是什么改变了我们听到的声音的频率？
物体的相对运动
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一、多普勒效应原理
1、现象（1842年发现）：当汽车或者火车向你驶来 时，感觉音调变高；当汽车或者火车离你远去时， 感觉音调变低（音调由频率决定，频率高音调高； 频率低音调低）。
2、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，称为多普勒效应。