鲁科版选修34机械波第4节 多普勒效应及其应用“衡水杯”一等奖

多普勒效应

Doppler1803——1853（奥）一、多普勒效应1、多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应。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变化。波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数观察者接收到的频率等于观察者单位时间内接收到完全波的个数但是如果波源和观察者有相对运动时，则观察者所接收到的频率与波源的振动频率不同。即多普勒效应。如果波源和观察者都相对于介质是静止的，则波的频率就是波源的振动频率，观察者所接收到的频率就是波源的振动频率。二、多普勒产生的原因(1)波源与观察者相对于介质均为静止的情况SA在观察者和波源没有相对运动时，单位时间内波源发出几个完全波，观察者就能接收到几个完全波，观察者接收到的频率等于波源的频率。(2)波源静止而观察者运动SABC观察者接近波源时，观察者单位时间内接收的完全波的个数增多，即接收到的频率增大；观察者远离波源时，观察者单位时间内接收的完全波的个数减少，即接收到的频率减少。波源不动，观察者向波源运动波相对观察者的速度为波的速度为v，波的波长为λ，波的频率为f，波源的速度v源=0，人的速度为v人（v+v人）波相对观察者的波长仍为λ波相对观察者的频率为f’即接收到的频率增加为波源频率的(１＋）倍.波源相对介质静止，即v源=0，观察者以速度v人相对介质运动观察者朝波源运动观察者远离波源运动(3)观察者静止而波源运动SAS'波源接近观察者时，观察者单位时间内接收的完全波的个数增多，即接收到的频率增大；波源远离观察者时，观察者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。观察者相对介质静止，波源以速度v源相对介质运动波源向接近观察者运动波源远离观察者运动波对观察者的速度为波的速度为v，波的波长为λ，波的频率为f，波源的速度v源，人的速度为v人=0v波对观察者的波长λ’波对观察者的频率为f’波源向观察者运动，观察者不动=λ－v源Ｔ三、总结1、在观察者运动的情况下，引起观察者接收频率的改变，是由于观测到的波的速度发生改变（波的波长不变）2、在波源运动的情况下，引起观察者接收频率的改变，是由于观测到的波的波长发生改变（缩短或伸长）（波的速度不变）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．四、多普勒效应的应用多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有的波,包括光波、电磁波。（1）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(2)临床上应用多普勒效应: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．检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红外线，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。（3）雷达测速仪（4）军事应用(E-3“望楼”预警机)脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪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，不能判断练习1.一辆汽车沿着与峭壁垂直的公路向峭壁驶去,当汽车与峭壁相距s=360m时,司机按响喇叭,经过2s,他听到了回声,求汽车行驶的速度.（V声=340m/s）2.一个观察