资源简介

(共33张PPT)
多普勒效应
小实验
发现：音调的高低与振动的快慢有关
音调高 振动频率快
音调低 振动频率慢
温故而知新
同学们把手放在喉咙，发出一个高音和一个低音感受一下
思考与讨论
当奔驰的列车向你驶来，并经过你的身旁，而后又离开你驶向远方，在这一过程中，你有没有注意到你耳朵中听到的列车的鸣笛声有什么特殊的现象？
生活中的特殊现象
音调由频率决定,音调高频率高;音调低频率低
列车靠近时，鸣笛声越来越尖锐；列车远离时，鸣笛声越来越低吟。是不是列车的扩音器的频率本身发生了变化？
生活中的特殊现象
飞机飞近时，轰鸣声越来越尖锐；飞机飞远时，轰鸣声越来嘶哑。是不是飞机的轰鸣声的频率本身也发生了变化？
发射频率
接收频率
人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？
讨论
多普勒效应(Doppler effect)
1、现象(1842年发现)：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。
2、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。
注意：频率由声源决定，实际频率并没有变化。
奥地利物理学家多普勒（1803——1853）
多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，它是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的．
多普勒效应实验
用手机录制一段蜂鸣声，将手机固定在一长竹杆的一端，然后用竹杆将手机举起，点击音频播放，并在头上快速旋转，即可感受多普勒效应。
多普勒效应模拟
1、观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过。
v测
2、当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过。
v测
v测=0
3、当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。
1.当波源和观察者都静止不动，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，故观察者接收到的频率等于波源的频率。
2.当观察者与波源相向运动时
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即观察者接收到的频率增大。
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，感到波变得稀疏，即波长增大，接收到的频率减少。
3.当观察者与波源相互远离时
波源向右运动，观察者不动，波源由s，运动到S2.波源右方的波面变得密集，波长变短，左方的波面变得稀疏，波长变长.
多普勒效应的成因
1、观察者听到的声音的音调，是观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数。
2、由于相对运动，声源的频率没有变化，而是观察者接收到的频率发生了变化。
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；如果二者远离，观察者接收到的频率减小
二、多普勒效应的成因
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
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
雷达测速仪
多普勒效应的应用
多普勒效应的应用
多普勒天气雷达
以多普勒效应为基础，可以测定散射体相对于雷达的速度，在一定条件下反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流情况等
多普勒效应的应用
多普勒效应观测宇宙红移或蓝移
多普勒效应的应用
彩色多普勒诊断系统
军事应用
脉冲多普勒雷达
多普勒效应的应用
美国AH-64“阿帕奇”直升机
多普勒导航系统
法国幻影2000战斗机
多普勒效应的应用
科学漫步
1、可闻声波： 人耳能听到的声波，其频率范围大致在20Hz-20000Hz之间。
2、次声波：频率低于20Hz的声波。不能引起人类听觉器官的感觉。
3、超声波：频率高于20000Hz的声波。不能引起人类听觉器官的感觉。
特点：频率低，但是响度不一定小
次声波
火山爆发、地震、台风、海啸等都会产生次声波
火箭发射、飞机起飞、火车启动等也会产生次声波
次声波
危害：次声波会干扰人的神经系统正常功能，危害人体健康。一定强度的次声波，能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。
有人认为，晕车、晕船就是车、船在运行时伴生的次声波引起的。
超声波
1、超声波的能量大：超声波的频率很高，能量很大。
2、超声波沿直线传播：因为超声波的波长很短，不易绕过障碍物发生衍射现象，故超声波基本上沿直线传播。
应用1、 超声波加湿器的基本原理：利用超声波的剧烈振动可以把普通水“打碎”成直径仅为几微米的小水珠，变成雾气喷散到房间的空气中，增大房间中空气的湿度
超声波
超声波
应用2、超声波雾化器：超声波还可以把药物击碎成微粒和空气混合形成“药雾”，病人吸入后，可以治疗肺部和气管类疾病，如咽喉炎和气管炎。
应用3、治疗各种结石疾病：利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎。
应用4、按摩疗效：利用超声波作用于人体时。机体细胞受到振荡和刺激，可起按摩作用，治疗神经痛等疾患。
应用5、用超声波消毒灭菌也是有效的。例如用超声波来给牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法对营养成分的破坏。
超声波
应用6、超声波探伤：由于超声波的穿透能力很强，可以制成超声波探伤仪，用来探查金属、陶瓷、混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹等缺陷。
应用7、B超：就是利用超声波的发射，来探查人体内部的各种器官、组织等有无异常，还可以确定肿瘤的有无、位置和大小等等．
超声波
应用8、利用超声波清洗污垢：金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事，但如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。
应用9、声呐：超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多。水声测位仪就是根据超声波的这种特性制成的装置，这种装置既能发出短促的超声波脉冲．又能接收被潜艇、鱼群或海底反射回来的超声波，根据反射波滞后的时间和波速，就可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度
1、关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）
A．多普勒效应是由于波的干涉引起的
B．多普勒效应说明波源的频率发生改变
C．多普勒效应是由于波源与观察者之间
有相对运动而产生的
D．只有声波才可以产生多普勒效应
2、当火车进站鸣笛时，我们可听到的声调（ ）
A．变高 B．不变高 C．越来越沉
D．不知声速和火车车速，不能判断
C
A
课后练习
3、海豚具有完善的发射和接收超声波器官，在一些重要性能上，如确定方位的灵敏度，都远远优于现代的无线电定位系统，它发射的波比无线电的微波（ ）
A、速度快，方向性好
B、频率高，抗干扰能力强
C、波长小，传播距离远
D、在介质中衰减小，传播距离远
D
课后练习
课后练习
4、以速度u=20m/s奔驰的火车,鸣笛声频率为275Hz,已知常温下空气中的声速v=340m/s。
⑴当火车驶来时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
⑵当火车驶去时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
292Hz
260Hz
5、一个观察者在铁路附近，当火车驶近时，他听到的汽笛声频率为f1=440Hz，当火车驶远时，他听到的频率为f2=392Hz，在大气中声音速度为330m/s，求火车的速度？
19m/s

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