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(共30张PPT)
3.5 多普勒效应
高中物理选择性必修第一册课件
主讲老师：xxx
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应
多普勒效应的应用
多普勒效应拓展
课堂小结
问题？
01.
高中物理选择性必修第一册
仔细听,注意除音量大小以外的变化
多普勒效应
02.
高中物理选择性必修第一册
现象：当火车向你驶来时，感觉音调变高；当火车离你远去时，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）．
即：当波源和观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应.
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上面描述的现象。
多普勒效应
第一部分
生活实例
02.
高中物理选择性必修第一册
思考：为什么会出现这样的现象？
多普勒效应成因分析
03.
高中物理选择性必修第一册
1.当波源和观察者都相对静止时
S
观察者在相同时间里接收到波的个数等于波源发出的波的个数，即接收到的频率等于发出的频率。
高中物理选择性必修第一册
2.当波源不动，观察者靠近波源时
观察者在相同时间里接收到波的个数大于波源发出的波的个数，即接收到的频率大于发出的频率。
S
多普勒效应成因分析
04.
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应成因分析
05.
3.当波源不动，观察者远离波源时
观察者在相同时间里接收到波的个数小于波源发出的波的个数，即接收到的频率小于发出的频率。
S
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应成因分析
01.
运动和频率的关系
07.
高中物理选择性必修第一册
波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系 波源静止 观察者静止 观察者接收频率 波源的频率
波源静止 观察者朝着波源运动 波源静止 观察者远离波源运动 波源朝着观察者运动 观察者静止 波源远离观察者运动 观察者静止 等于
大于
大于
小于
小于
情境探究1
08.
高中物理选择性必修第一册
情境探究1 ：两列高速列车在同一轨道上，列车 A 和列车 B均静止，列车 A发出一鸣笛声，若持续时间为t=2s，空气中的声速为v=340 m/s，则列车B上的乘客听到鸣笛声持续的时间为多少
【解析】 声音的传播速度取决于介质，鸣笛声持续2s的时间，则在空气中声音传播的总长度为s=vt=340m/s×2s=680 m
声音完全经过列车 B上的乘客所需的时间即为
列车 B上的乘客听到鸣笛声持续的时间为
高中物理选择性必修第一册
情境探究2 ：两列高速列车在同一轨道上，列车B静止，列车A以v2=85 m/s的速度驶向列车B，列车 A 发出一鸣笛声，若持续时间为t=2s，空气中的声速为v1=340 m/s，则列车B上的乘客听到鸣笛声持续的时间为多少
【解析】 鸣笛声持续 2s的时间内，声波最前端向右运动的路程为s1=v1t=680 m
列车 A 相对列车 B运动的路程为s2=v2t=85 m/s×2 s=170 m
则在空气中声音的总长度为s=s1-s2=680 m-170 m=510 m
声音完全经过列车 B上的乘客所需的时间即为
列车 B上的乘客听到鸣笛声持续的时间为
情境探究2
09.
高中物理选择性必修第一册
情境探究3
10.
情境探究3 ：两列高速列车在同一轨道上，列车 B静止，列车A以v2=85 m/s的速度驶离 B车，列车 A 发出一鸣笛声，持续时间为t=2s，空气中的声速为v1=340 m/s，则列车B上的乘客听到鸣笛声持续的时间为多少
【解析】 声音的传播速度取决于介质，鸣笛声持续2s的时间，声音最前端向右运动的路程为s1=v1t=680 m
列车 A 相对列车 B运动的路程为s2=v2t=85 m/s×2 s=170 m
则在空气中声音的总长度为s=s1+s2=680 m+170 m=850 m
声音完全经过列车 B上的乘客所需的时间即为
列车 B上的乘客听到鸣笛声持续的时间为
多普勒效应的规律
11.
高中物理选择性必修第一册
1.时间t=t'时，乘客和声源相对静止。声源发出的声音与乘客听到的声音完全相同，声音没有被拉长也没有被压缩，也就是声音的频率也完全相同。
2.时间t3.时间t>t'时，乘客和声源在逐渐靠近。乘客听到的声音相当于被压缩了，相同的振动次数用了更短的时间，振动变快了，频率升高了。
高中物理选择性必修第一册
总之，当波源与观察者有相
对运动时：
(1)如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；
(2)如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。
多普勒效应的规律
12.
多普勒效应
的应用
第二部分
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应的应用
01.
多普勒测速
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应的应用
02.
天眼利用多普勒效应观察其他星系
多普勒彩超
多普勒效应
拓展学习
第三部分
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应的应用拓展
01.
2.波源不动，观察者以速度u相对介质运动。
1.观察者与波源都静止,波速为v0:
a.观察者朝向波源运动
b.观察者远离波源运动
=fˊ
fˊ=
fˊ=
观察者运动时感受到的波速发生变化。
f=
=f
=f
接收的频率增大
接收的频率减小
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应的应用拓展
02.
fˊ=
接收的频率增大
接收的频率减小
fˊ=
3.波源运动,使观察者感受到的波长发生变化。
S
u
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应的应用拓展
03.
思考1:若波源运动的速度等于波传播的速度会怎么样？
波源速度趋于波速,所有波面在一点相切,接收频率趋于无穷大。
S
u
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应的应用拓展
04.
思考2:若波源运动的速度大于波传播的速度会怎么样？
当波源在介质中的运动速度大于波在介质中的传播速度时，这时波源（物体）本身的运动会激起介质的扰动，激起另一种波，此时的运动物体充当了另一种波的波源，这种波是一种以运动物体的运动轨迹为中心
的一系列球面波。由于球面波的波速u比物体的运动
速度vs小，所以就会形成如下图的V形锥面波，这种
波叫做击波。击波的包络面成圆锥状，并称之为马赫锥。
高中物理选择性必修第一册
多普勒效应的应用拓展
05.
突破音障进入超音速后，从航空器最前端起会产生一股圆锥形的音锥，在旁观者听来这股震波有如爆炸一般，故称为音爆或声爆 。
突破音速的瞬间
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多普勒效应的应用拓展
01.
课堂小结
第四部分
课堂小结
高中物理选择性必修第一册
当波源和观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应.
当波源与观察者有相对运动时：
(1)如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；(2)如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。
测量其它星系向着还是远离地球运动的速率、彩色多普勒超声诊断系统、雷达测速仪、多谱勒导航仪等
应用
多普勒效应
波源运动的速度等于和大于波传播的速度
拓 展
S
u
THANKS
谢谢观看

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