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(共15张PPT)
3.5 多普勒效应
第三章 机械波
教学目的
1.知道波源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.
4.通过改变波源与观察者的距离,培养学生利用控制变量法分析问题的能力.
学习任务
1.知道波源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.
4.通过改变波源与观察者的距离,培养学生利用控制变量法分析问题的能力.
问题
当车从你身边疾驰而过的时候，鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事？
1842 年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时就注意到了类似上面描述的现象。人们把这种现象叫作多普勒效应。
现象：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（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低）．
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．
演示：蜂鸣器音调的变化
将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听一听它发出的声音。请一位同学用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速转动（图 3.5-1），在几米之外听它的声音有什么变化。
模拟实验
观察者逆着(相向)队伍行走，每分钟与观察者相遇的人数增加，也就是频率增加。
观察者顺着(同向)队伍行走，每分钟与观察者相遇的人数减小，也就是频率降低。
多普勒效应
1、当波源和观察者相对介质都静止不动．即二者没有相对运动时。
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．观察者接收到的频率等于波源的频率．
2、波源相对介质不动，观察者朝波
源运动时（或观察者不动，波源朝
观察者运动时）
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、波源相对介质不动，观察者远离
波源运动时（或观察者不动，波源
远离观察者运动时）
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小．
思考与讨论
由照片是否可知，振动片正在向图中哪个方向移动？单位时间内是水波槽左边接收完全波个数多还是右边接收完全波个数多？
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．
小试牛刀
如图所示，向右匀速运动的小车发出频率为f的声波，静止在车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，静止在车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则( )
A. f1>f B. f>f2 C. f1C
多普勒效应的应用
交通警察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，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。
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。
小试牛刀
如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比( )
A. 频率不变，波速不变
B. 频率变小，波速不变
C. 频率变小，波速变小
D. 频率变大，波速变大
B
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.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.
红移
蓝移
小结
一、多普勒效应
如果波源和观察者相对于介质静止,则观察者接收到的频率与波源的频率相等,如果波源或观察者相对于介质运动时,则观察者接收到的频率与波源的频率不相等,这一现象就叫多普勒效应
二、多普勒效应的成因
三、多普勒效应的应用
谢君一赏

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