高中物理选修3-4导学案---12.5

第十二章机械波

选修3-4

12.5多普勒效应

【教学目标】

1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别．

2．知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。

3．了解多普勒效应的一些应用．

重点：1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别.

2.多普勒效应的定义及产生条件；

难点：波源的频率与观察者接收到的频率的区别.

【自主预习】

1.波源与观察者互相________或者互相________时，接收到的频率都会________，这种现象叫做多普勒效应。

2．当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，观察到的频率________波源振动的频率；当波源与观察者相向运动时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目________，观察到的频率________；反之，当波源与观察者互相________时，观察到的频率________。

3．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用。交通警察可以用来测量汽车的________，医生可用来测量血流的速度，这种方法俗称为“________”

注意：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，电磁波和光波也会发生多普勒效应。

4.应用

①超声波测速：发射装置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。据反射波频率的变化的多少可以知道车辆的速度。

②红移现象：在20世纪初，科学家们发现许多星系的谱线有“红移现象”，所谓“红移现象”，就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移，这种现象可以用多普勒效应加以解释：由于星系远离我们运动，接收到的星光的频率变小，谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。

③医用“彩超”：向人体发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后被仪器接收。测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，据此诊断疾病。

④可据火车汽笛的音调的变化可以判断火车是进站还是出站；据炮弹飞行的尖叫声可以判断炮弹飞行的方向等。

【典型例题】

一、多普勒效应的产生

【例题1】下面说法巾正确的是 ( )

A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了

B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生变化

C．多普勒是在波源与观察者之间有相对运动时产生的

D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的

二、发生多普勒效应的几种情况

【例题2】新型列车动车组速度可达300 km／h，与该车汽笛声的音调相比，

(1)站在车前方路旁的人听起来音调 (选填“偏高”或“偏低”)．站在车后方路旁的人听起来音调 (选填“偏高”或“偏低”)．

(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样?此时列车汽笛发出的音调变化了吗?

(3)坐在新型列车动车组上一的乘客听起来音调怎样?

【例3】公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速( )

A．高于100 km/h

B．低于100 km/h

C．等于100 km/h