多普勒效应课件

发射频率接收频率人耳听到的声音的频率与声源的频率一定相同吗？讨论1发射频率接收频率人耳听到的声音的频率与声源的频率接收频率——单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波数.波源的频率v

——波源在单位时间的振动次数或完整波数.波的频率——介质内的质点在单位时间内的振动次数或完整波数.2接收频率——单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波数.接收频率——单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波数.只有波源与观察者相对静止时才相等.发射频率接收频率3接收频率——单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波一波源不动,观察者相对介质以运动4一波源不动,观察者相对介质以运动4观察者接收的频率观察者向波源运动观察者远离波源运动波源不动，接收频率：单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波数.5观察者接收的频率观察者向波源运动观察者远离波源运动波源二观察者不动,波源相对介质以运动6二观察者不动,波源相对介质以运动6A7A7波源向观察者运动观察者接收的频率波源远离观察者运动A8波源向观察者运动观察者接收的频率波源远离观察者运动A8三波源与观察者同时相对介质运动观察者向波源运动+，远离-

波源向观察者运动-，远离+

观察者动波源动9三波源与观察者同时相对介质运动观察者向波源运动+，远离若波源与观察者不沿二者连线运动10若波源与观察者不沿二者连线运动10当时，所有波前将聚集在一个圆锥面上，波的能量高度集中形成冲击波或激波，如核爆炸、超音速飞行等.此时多普勒效应失去意义。11当时，所有波前将聚集在一个圆锥面上，冲击波，通常指核爆炸时，爆炸中心压力急剧升高，使周围空气猛烈震荡而形成的波动。当位于S点的波源以超波速的速度Vs向前运动时，任意时刻波源本身将超过它此前发出的波前。波源（物体）本身的运动会产生另一种波。这种波是一种以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比物体的速度Vs小，所以就会形成以波源为顶点的V字形波，这种波就叫冲击波。在自然界，所有的爆发情况都伴有冲击波。12冲击波，通常指核爆炸时，爆炸中心压力急剧升高，

原子弹爆炸形成的蘑菇云也是一种激波13

原子弹爆炸形成的蘑菇云也是一种激波13当飞机的速度超过330米/秒，在大气层中产生冲击波，并产生一个声“爆炸”。人会感受到短暂而极其强烈的爆炸声，称为声爆或音爆(SonicBoom)。当船速超过水面时，在船后就激起以船为顶端的V形波，这种波称为舷波或艏波。“艏”字在汉语里代表船的前部。水波的多普勒效应14当飞机的速度超过330米/秒，在大气层中产生冲击波，切连科夫辐射：高速荷电粒子在介质中穿行时，如果粒子速度大于介质中的光速（小于真空中的光速）,就会产生一种特殊辐射,是以短波长为主的电磁辐射，其特征是蓝色辉光。它具有明显的方向性和强偏振等特点。这是一种电磁辐射。它所辐射的电磁波将集中在粒子后方一个圆锥形区域中。粒子正好位于圆锥的顶点。1934年，苏联物理学家切连科夫首先在液体介质中发现这种辐射，因而得名。15切连科夫辐射：高速荷电粒子在介质中穿行时，如果粒一座TRIGA反应堆核心中发出淡淡的切连科夫辐射辉光16一座TRIGA反应堆核心中发出淡淡的16超音速飞机，地球磁层前的艏波，切连科夫辐射都是舷波的实例。17超音速飞机，地球磁层前的艏波，切连科夫辐射都是(1)交通上测量车速：雷达测速计；多普勒效应的应用测速雷达主要利用了多普勒效应（DopplerEffect）原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。现已经广泛用于警察超速测试等行业。18(1)交通上测量车速：雷达测速计；多普勒效应的应用金雕雷达19金雕雷达19多普勒雷达20多普勒雷达20(2)医学上用于测量血流速度：激光多普勒测速仪、

多普勒彩超诊断系统；21(2)医学上用于测量血流速度：多普勒彩超诊断系统；21激光多普勒测速仪22激光多普勒测速仪22电磁波多普勒效应具有波动性的光也会出现这种效应，它又被称为多普勒-斐索效应.法国物理学家斐索（1819~1896年）于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释，指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.光波与声波的不同之处在于，光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化.如果恒星远离我们而去，则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移。(3)天文学家利用电磁波红移说明大爆炸理论；23电磁波多普勒效应具有波动性的光也会出现这种效应，它1929年,美国天文学家哈勃由天文观测发现,河外星系的光谱都有不同程度的红移,且星系离我们越远,红移量就越大.根据电磁波的多普勒效应,这说明星系正在飞快地离开我们,整个宇宙处于不断膨胀中.如果按照这种膨胀速度逆着时间追寻宇宙的历史,在大约二百亿年前,这些星系的物质就彼此靠得很近,处于超密度、超高温的状态,是一次大爆炸使它们飞速分离并膨胀至今.可见,大爆炸宇宙学理论的建立与电磁波的多普勒效应是分不开的。241929年,美国天文学家哈勃由天文观测发现,河(4)用于贵重物品、机密室的防盗系统：

多普勒防盗报警器、多普勒感应门……(5)卫星跟踪系统等.25(4)用于贵重物品、机密室的防盗系统：(5)卫星跟踪系统等.例1

A、B

为两个汽笛，其频率皆为500Hz，A

静止，B

以的速率向右运动.在两个汽笛之间有一观察者O，以的速度也向右运动.已知空气中的声速为,求：(1)观察者听到来自A的频率；(2)观察者听到来自B的频率；(3)观察者听到的拍频.AOB26例1A、B为两个汽笛，其频率皆为500Hz，(1)已知解

AOB(1)观察者听到来自A的频率；观察者向波源运动+，远离-

27(1)已知解AOB(1)观察者听到来自A的频率；观察者向波(3)

观察者听到的拍频(2)

观察者听到来自B

的频率AOB波源向观察者运动-，远离+

观察者向波源运动+，远离-

(1)观察者听到来自A的频率；28(3)观察者听到的拍频(2)观察者听到来自B的频率AO例2

利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为

的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为.已知空气中的声速，求车速.

29例2利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为解(1)车接收：车速(2)车为波源，接收器接收：波源向观察者运动-，远离+

观察者向波源运动+，远离-

观察者接收30解(1)车接收：车速(2)车为波源，接收器接收：波源向例3利用多普勒效应测飞行的高度.飞机在上空以速度沿水平直线飞行,发出频率为的声波.当飞机越过静止于地面的观察者上空时，观察者在4s内测出的频率由降为.已知声波在空气中的速度为.试求飞机的飞行高度h.hAB)(31例3利用多普勒效应测飞行的高度.飞机解如图，飞机在4s内经过的距离为AB已知求hhAB)(32解如图，飞机在4s内经过的距离为AB已知求hhAB)(hAB)(波源向观察者运动-，远离+

观察者向波源运动+，远离-