第56节多普勒效应惠更斯原理

1、多普勒效应惠更斯原理第5、6节1. 多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者 互相远离时，观察者接收到的波的频率都 会发生变化的现象。2. 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收 到的频率增大，二者如果远离，观察者接 收到的频率减小。3. 利用多普勒效应可以测车辆速度、星球速 度、血流速度等O4. 惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时 刻，这些子波在波前进方向的包络面就是 新的波面 丿末页首页上一页下一页课前白上学习，基稳才能楼髙首页 上一页下一页纠末页一、多普勒效应1. 多普勒效应(1)音调：音调由频率决定,频率高则音调高,频率低贝11 音调低。(2)多普勒效应

2、：波源与观察者互相靠近或者互相远离时, 接收到的逖色鑿都会发生变化的现象。2. 多普勒效应产生的原因(1) 波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰 (或密部)的数目是一定的,观察者观测到的频率等于波源振 动的频率。(2) 当波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰 (或密部)的数目增加，观察到的频率增加；反之，当波源与 观察者互相远离时，观察到的频率变小。IV首页 上一页 下一页 AI末页束二、多普勒效应的应用1测车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率己知的超声波, 同时测量-反射波的频率，根据反射波频率变化的多少一就能知道车 辆的速度。2. 测星球速度：测量星球上某些元素发出

3、的光波的频率。然 后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,可得星球的速度。3. 测血流速度：向人体内发射己知频率的超声波,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 就可三、惠更斯原理波面与波线首页上一页下一页»1末页(1)波面和波线的概念：波面：波源发出的波，向四周传开，波峰组成了一个个,波谷一也组成一个个,振动状态相同的点都组成了一个个,这些圆叫作一个个波面。波线：指与波面垂直的那些线,代表了波的传播方向。上一页 下一页 AI末页IV首页如图12-5-1所示。波线话缱设;波线t=tt=t2Ln波面乙平血波图1251(2)波的分类：球面波：由空间一点发出的波，

4、它的波面是以波源为 球心的一个个球面，波线就是这些球面的兰良。平面波：指波面是兰鱼的波。2.惠更斯原理内容：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的 波源，其后任意时刻，这些兰理在波前进方向的包络面就是新的波面。(2)应用:如果知道某时刻一列波的某个波面的位置,还知道逖速, 利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置,从而确定 波的传播方向。利用惠更斯原理只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的强度。无法说明衍射现象与狭缝或障碍物竺的关系。01疋113. 波的反射与折射(1)反射现象：波遇到介质界面会墜回卷继续传播的现象。(2)折射现象：波从一种介质射入另一种介质时,波 的進鱼方向发

5、生改变的现象。1.自主思考一 J一判(1) 发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化。)(2) 当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。(X)(3) 只有横波才能发生多普勒效应。(X)(4) 波面一定是平面。(X)(5) 波的传播方向与波面平行。(X )(6)用惠更斯原理能够解释波的衍射现象与障碍物大小的关系。(X)73L疋C3Z3:爾IV首页 上一页 下一页 AI末页束(1)炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到2.合作探究一议一议的音调会发生怎样的变化？为什么？提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变

6、远,所以音调先变高后变低。(2)人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对 方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是 利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？ 提示：在耳郭原有形状、面积的基础上增加一个手图 12-5-2的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力。咎帀 上一页 下一页AI末页束课堂讲练设计，举一能通类题考点一对多普勒效应的理解Q通知识1.波源频率波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波源的频 率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。|首页 上一页 下一页»1末页2.接收频率首页上一页下一页纠末页(1)波

7、源和观察者相对静止。观察者接收到的频率等于波源的频率。(2)波源和观察者有相对运动。观察者在单位时间内接收到的 完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化。波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；二 者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。3.音调音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。观察 者听到的声音的音调，是由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决定的。邑画束通方法典例（多选）假如一辆汽车在静止时喇叭发岀声音的频率 是300 Hz,在汽车向观察者驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是（）A. 当汽车向观察者驶来时，听到喇叭声音的频率大于300 Hz

8、B. 当汽车向观察者驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 HzC. 当汽车和观察者擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 HzD当汽车和观察者擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于思路点拨IV首页 上一页 下一页 AI末页束（1）当观察者与波源的距离减小时，观察者接收到的频率变大。（2）当观察者与波源的距离增大时，观察者接收到的频率变小。 解析当汽车向观察者驶来时，两者距离减小，单位时间内观察者接收的声波个数增多，频率升高，将大于300 Hz,故A选项正确；当汽车和观察者擦身而过后，两者距离变大，单 位时间内观察者接收的声波个数减少，频率降低，将小于300Hz,故D选项正确。!观察者接收到的频率

9、的判断I5(1)声音的音调取决于频率，频率高则音调高，频率低!I则音调低。ii (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率iII大于波源频率，音调变高；反之，观察者接收到的频率小：II疋1亘1.关于多普勒效应，以下说法正确的有)|于波源频率，音调变低。!A. 只有机械波才能产生多普勒效应B. 当波源和观察者都运动时就产生多普勒效应C. 产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化D. 产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化 解析：多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电 磁波还是光波都会发生多普勒效应。产生多普勒效应的原因是 波源和观察者有相对运动，导致观察者接收到的

10、波的频率发生了变化，而波源的频率不变。故选项D正确，A、B、C错误。答案：D2.（多选）下列哪些现象是多普勒效应A. 远去的汽车声音越来越小B. 炮弹迎面飞来，声音刺耳C. 火车向你驶来时，音调变高，远离你而去时，音调变低D. 大风中，远处人的说话声时强时弱解析：声波音调的高低由其频率决定，据多普勒效应，当声 源与观察者发生相对运动时，观察者听到的音调会变化，B、C正确；声音的强弱由声波的能量决定，声源越近，声波能量越大，听起来越响亮，但音调不一定变化，A. D项不是由3.（多选）一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则 被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比（）多普勒效应造成的，故选

11、择臥C。答案：BCIV首页 上一页 下一页 AI末页A波速变大B. 波速不变首页上一页下一页末页C. 频率变高D.频率不变解析：渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波 的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频 率变高，故选项B、C正确。答案：BC考点二束波的反射和折射通知识1.波的反射的应用(1)回声测距： 当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继 续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因 此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等。设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为S=p声;。701疋IV首页 上一页 下一页 AI末页束当声源以

12、速度P向静止的障碍物运动或障碍物以速度V向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s = （v 声+u）2o当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度e远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为S = （v 声一唸(2)超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波。超声波遇到 障碍物或捕食目标时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接 收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向。IV首页(1)对应物理量的变化现象比较项波的反射波的折射传播方向改变i=V改变ri频率f不变不变波速“不变改变波垃不变改变2.波的反射与折射的对比(2)频率、波速和波长的决定因素首页上一页下

13、一页纠末页 频率/由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的 频率都与入射波的频率，即波源的振动频率相同。 波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传 播，故波速不变，而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波 速变化。 据V=Xf知，波长人与Q及/有关，即与介质和波源有关, 反射波与入射波在同一介质中波速相同,频率相同，故波长相同。 折射波与入射波在不同介质中传播，e不同，/相同，故2不同。通题组1.（多选）下列说法中正确的是（）A. 入射波的波长和反射波的波长相等B. 入射波的波长大于折射波的波长C. 入射波的波长小于折射波的波长D. 入射波和折射波频率相同解析：机械波在发生折射时，

14、波的频率不变，但波速和波长 都发生变化，但因介质不确定，无法确定入射波和折射波的波长大小关系，故B、C错误，D正确；因入射波和反射波 在同一介质中，波速和频率均相同，因此，入射波的波长和反射波的波长相等，A正确。答案：ADIV首页 上一页 下一页 AI末页束2.（多选）下列说法正确的是)A. 波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B. 波发生反射时，频率、波长、波速均不变C. 波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化D. 波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 解析：波发生反射时是在同一介质中，频率.波长.波速均不变，选项A错误，B正确；波发生折射时，介质改变，故波速发生变化，但频率由波源决定，波的频率不变，由pTJ可知波长也发生变化，选项C正确，D错误。结2图1253