聲源每完成一次全振動(dòng) 向外發(fā)出一個(gè)完整波長(zhǎng)的波 稱為一個(gè)完全波 頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù) 波源頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出完全波的個(gè)數(shù) 聲音的音調(diào)由頻率決定 故觀察者聽到的音調(diào)是由觀察者接收到的頻率決定 即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定 關(guān)于波傳播的已知結(jié)論 第十二章機(jī)械波 第5節(jié)多普勒效應(yīng) 觀看視頻1 馬航失蹤新聞 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道什么是多普勒效應(yīng) 知道它是波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象 2 知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別 了解多普勒效應(yīng)的成因 3 了解多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 前面討論的波動(dòng)過(guò)程 實(shí)際上都是假定波源與觀察者都是相對(duì)于介質(zhì)靜止的情形 所以觀察者接收到的波的頻率與波源的頻率相同的 如果波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 觀測(cè)結(jié)果將會(huì)有何不同 思考與討論 觀看視頻2 飛機(jī)起飛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音變化 觀看視頻3 汽車?guó)Q笛音調(diào)的變化 當(dāng)汽車靠近觀測(cè)者時(shí) 注意聽汽車?guó)Q笛的聲調(diào)變化特點(diǎn) 當(dāng)汽車遠(yuǎn)離觀測(cè)者時(shí) 注意聽汽車?guó)Q笛的聲調(diào)變化特點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)觀察 一 多普勒效應(yīng) 1 現(xiàn)象 當(dāng)汽車向你駛來(lái)時(shí) 感覺(jué)音調(diào)變高 當(dāng)汽車離你遠(yuǎn)去時(shí) 感覺(jué)音調(diào)變低 音調(diào)由頻率決定 頻率高音調(diào)高 頻率低音調(diào)低 2 多普勒效應(yīng) 當(dāng)波源和觀測(cè)者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí) 觀測(cè)者接收到的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng) 這種現(xiàn)象是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年最先發(fā)現(xiàn)的 聲源完成一次全振動(dòng) 向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波 頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù) 因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù) 而接收者聽到的聲音的音調(diào) 是由接收者接收到的頻率決定的 即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的 二 多普勒效應(yīng)的成因 觀察者不動(dòng) 波源相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng) 觀看模擬動(dòng)畫4 5 多普勒效應(yīng)模擬 觀測(cè)者靜止 觀測(cè)者靠近 波源 觀測(cè)者遠(yuǎn)離 波源 f測(cè) f源 f測(cè) f源 f測(cè) f源 當(dāng)波源和觀察者相對(duì)不動(dòng)時(shí) 觀察者接收到的頻率不變 即 原聲原調(diào) 當(dāng)波源和觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí) 如果二者相互接近 觀察者接收到的頻率增大 如果二者相互遠(yuǎn)離 觀察者接收到的頻率減小 歸納總結(jié)一 1 在多普勒效應(yīng)中 波源的頻率是不改變的 只是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化 2 多普勒效應(yīng)是波的傳播過(guò)程中共有的特征 不僅機(jī)械波 電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng) 歸納總結(jié)二 三 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 1 有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車的汽笛聲判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向和快慢 2 有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時(shí)的呼嘯聲 判斷飛行炮彈的落點(diǎn)是接近自己還是遠(yuǎn)離自己 三 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 3 交通警察利用多普勒效應(yīng)測(cè)速 三 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 4 醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波 超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收 測(cè)出反射波的頻率變化 就能知道血流的速度 這種方法俗稱 彩超 可以檢查心臟 大腦和眼底血管的病變 多普勒頸腦血液測(cè)速儀 多普勒胎心儀器 三 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 5 多普勒水流測(cè)速儀 6 多普勒天氣雷達(dá) 三 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 三 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 7 光波的多普勒效應(yīng) 光的多普勒效應(yīng)又被稱為多普勒 斐索效應(yīng) 法國(guó)物理學(xué)家斐索于1848年獨(dú)立地對(duì)來(lái)自恒星的波長(zhǎng)偏移做了解釋 提出了利用這種效應(yīng)測(cè)量恒星相對(duì)速度的辦法 光波頻率的變化使人感覺(jué)到的是顏色的變化 如果恒星遠(yuǎn)離我們而去 則光的譜線就向紅光方向移動(dòng) 稱為紅移 如果恒星朝向我們運(yùn)動(dòng) 光的譜線就向紫光方向移動(dòng) 稱為藍(lán)移 GPS技術(shù) 多普勒頻移觀測(cè)法 衛(wèi)星的測(cè)控技術(shù) 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 美國(guó)霍普金斯大學(xué)曾利用多普勒效應(yīng)對(duì)蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星進(jìn)行了跟蹤試驗(yàn) 科學(xué)家發(fā)現(xiàn) 當(dāng)衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)信號(hào)頻率就增加 遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)信號(hào)頻率就降低 因?yàn)樾l(wèi)星軌道是已知的 所以接收衛(wèi)星信號(hào)的接收機(jī)不論處于何方 它的位置都能被測(cè)定 8 軍事應(yīng)用 中國(guó)空警2000預(yù)警機(jī) 三 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 空警3000預(yù)警機(jī) 中國(guó)的武直19武裝直升機(jī) 北斗導(dǎo)航系統(tǒng) 中國(guó)的殲20第五代隱身戰(zhàn)機(jī) 1 下列說(shuō)法中正確的是 A 發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí) 波源的頻率變化了B 發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí) 觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化C 多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的D 多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的 典例分析 2 公路巡警開車在高速公路上以100km h的恒定速度巡查 在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波 如果該電磁波被那輛轎車反射回來(lái)時(shí) 巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低 說(shuō)明那輛轎車的車速 A 高于100km hB 低于100km hC 等于100km hD 無(wú)法確定 典例分析 結(jié)束