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第三章 机械波
第5节 多普勒效应
知识回顾
1、什么是波的衍射？ 发生明显衍射现象的条件？
波可以绕过障碍物或通过障碍物上的孔、缝而在障碍物的后面继续传播的现象叫做波的衍射。
只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
2、什么是波的干涉？ 发生稳定干涉的条件？
频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。 （波的叠加的特例）。
发生稳定干涉的条件：频率相同、相位差恒定、振动方向相同。
认真听和看，你能发现什么现象？
波源靠近观察者，感觉频率变高；波源远移观察者，感觉频率变低
音调由频率决定，频率高音调高，频率低音调低。上述现象说明：波源和观察者互相靠近或互相远离时，观察者接收到的波的频率发生了变化。
多普勒效应
一、多普勒效应
定义：奥地利物理学家多普勒发现，波源和观察者互相靠近或互相远离时,观察者接收到的波的频率都发生变化。这种现象叫作多普勒效应。
【多普勒效应的成因】
波源和观察者没有相对运动时：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，故观察者接收到的频率等于波源的频率。
观察者与波源的相对距离减小时：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。
观察者与波源的相对距离增大时：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。
记住规律：发生多普勒效应的几种情况
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。
③观察者垂直于波的传播方向移动时，不产生多普勒效应；
④波的传播速度不因波源的移动而改变．
【课堂练习1】(多选)如图所示，甲同学站立不动吹口哨，一位乙同学坐在秋千上来回摆动，下列关于乙同学的感受的说法正确的是(　 AD 　)
A、乙同学从A向B运动过程中，他感觉哨声音调变高
B、乙同学从E向D运动过程中，他感觉哨声音调变高
C、乙同学在C点向右运动时，他感觉哨声音调不变
D、乙同学在C点向左运动时，他感觉哨声音调变低
二、多普勒效应的应用
多普勒效应是波动过程共有的特征，一切波（如电磁波和光波）都能发生多普勒效应。
应用1、雷达测速仪：交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），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。
应用2、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。
应用3、用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率。
宇宙中的星球都在不停地运动．测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
应用4、临床上应用：彩色多普勒超声诊断系统
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。
【课堂练习2】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，如果该电磁波被轿车反射回来时，警车接收到的电磁波频率比发出时低。
(1)此现象属于 (　 C )
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100 km/h，则轿车是否超速？
(3)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？
因警车接收到的频率低，由多普勒效应知警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定又在后面，可判断轿车车速比警车车速大，故该车超速。
若该车以20 m/s的速度行进时，此时警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高。
【课堂练习3】(多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是(　CD 　)
A．只有声波才能发生多普勒效应
B．当观察者靠近声源时，听到声音的音调升高，说明声源的频率升高了
C．当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时，不会发生多普勒效应
D．火车离站时，站台上的旅客听到火车的汽笛音调降低
【课堂练习4】如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况下，某一时刻在介质平面中的情形，图中的圆表示波峰。
(1)该图表示的是 (　 D 　)
A．干涉现象　 B．衍射现象
C．反射现象 D．多普勒效应
(2)波源正在移向 ( 　A 　)
A．A点　 B．B点　　
C．C点　 D．D点
(3)观察到波的频率最低的点是 (　 B )
A．A点　 B．B点　
C．C点　 D．D点
课堂小结
多普勒效应
多普勒效应
多普勒效应的应用
形成原因：相对运动
现象
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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