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§3.5 多普勒效应
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多普勒效应
多普勒效应：1842年，奥地利物理学家多普勒发现，当波源与观察者之间相互靠近或相互远离时，观察者接收到的波的频率都会变化，这种现象叫做多普勒效应。
条件：波源与观察者间存在相对运动。
多普勒效应
波源的频率 f源：波源每进行一次全振动，就向外发出一个波，称为一个完全波，波源的频率就等于单位时间内发出的波的个数。
观察者接受的频率 f观：单位时间内观察者接受的波的个数。它决定了观察者听到的声音的音调。
多普勒效应
多普勒效应
波源、观察者均不动：观察者接收的波数等于波源发出的波数，f源 = f观。
A
B
多普勒效应
波源不动，观察者相对波源靠近：观察者接收的波数多于波源发出的波数，f源 < f观。
波源不动，观察者相对波源远离：观察者接收的波数少于波源发出的波数，f源 > f观。
A
B
多普勒效应
多普勒效应
观察者不动，波源相对观察者靠近：波长减小，f源 < f观。
A
B
观察者不动，波源相对观察者远离：波长增大，f源 > f观。
v
多普勒效应
总之，当观察者和波源相互靠近时，观察者收到的频率变大；当观察者和波源相互远离时，观察者收到的频率减小。
注意：
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；
多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波如光波也会发生多 普勒效应；
多普勒效应讨论的是波的频率变化，与波的强度无关；
多普勒效应中，波的频率因相对运动而变大变小，但不是越来越大或越来越小。
多普勒效应
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；
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，由此可计算汽车的速度；
多普勒效应
超声波被血液中的红细胞反射回来频率发生变化，利用这个原理可以知道血流速度，这就是彩超的工作原理；
多普勒效应
由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率变化可以判断遥远天体相对于地球的运动速度；
多普勒雷达……
例题
【例1】产生机械波的波源 O 做匀速运动的情况如图所示，图中的圆表示波峰。
（1）该图表示的是（ ）
A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 反射现象 D. 多普勒效应
（2）波源正在向哪处移动
A. A B. B C. C D. D
（3）观察到波的频率最低的位置是
A. A B. B C. C D. D
例题
【例 2】公路巡警开车在高速公路上以 100km/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，结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。
（1）此现象属于
A. 波的衍射 B. 波的干涉 C. 多普勒效应 D. 波的反射
（2）若该路段限速为100km/h，则该轿车是否超速？
（3）若该轿车以20m/s的速度行驶，则巡警车接收到的频率应怎样变化？

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