人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波课件

1、人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,5.多普勒效应,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。 2.知道什么是多普勒效应,知道它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。 3.了解多普勒效应的一些应用,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,1,2,3,1.多普勒效应的概念 由于波源与观察者之间有相对运动(靠近或远离),使观察者感到接收到的波的频率发生了变化的现象,叫作多普勒效应。 用绳子把收录机悬挂在门的气窗横档上,按下放音按键,使收录机发声,再让收录机摆动起来,你可以感觉到当收录机向你摆来时音调变高,远离你时音调变低,这是为什么

2、? 提示：这是因为发生了多普勒效应,你感受到声音频率发生了变化,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,1,2,3,2.多普勒效应的规律 (1)波源和观察者无相对运动时,观察者接收到的频率等于波源的频率。 (2)当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率大于波源的频率。 (3)当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率小于波源的频率。(均选填“大于”“等于”或“小于”,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,1,2,3,3.多普勒效应的应用 (1)测量汽车速度:交通警车向行进中的车辆发射频率已知的超声波,同时测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 (2)测星

3、球速度:测量星球上某些元素发出的光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率相对照,就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 (3)测血液流速:向人体内发射已知频率的超声波,超声波被血管中的血液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,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,1,2,3,有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声中判断出火车的运动方向,你能说一说其中的道理吗? 提示：火车驶向工人时,由于多普勒效应,他听到的汽笛声调比较高,感觉到尖锐刺耳;火车远离时,工人听到的汽笛声调较低,听起来较为低沉。因此工人师傅根据火车汽笛的声音可以确定火车的运动方向,人教版物理选修3-4

4、同步配套第十二章机械波,一,二,一、多普勒效应中波源的频率发生变化了吗 多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时,观察者接收到的频率发生变化的现象。其实波源的频率并没有发生变化,只是观察者接收到的频率发生了变化,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,一,二,二、分析多普勒效应形成的原因 如图甲所示,波源和观察者都不动,设波源频率为20 Hz,则波源每秒发出20个完全波,波速v=f,所以每秒经过观察者20个完全波,这时观察者接收到的波的频率等于波源的频率,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,一,二,如图乙所示,波源不动,观察者向波源运动,人耳在 1 s 内由位置A移到位置B,虽然

5、波源每秒仍发出20个完全波,但观察者每秒却接收到21个完全波,即二者相互接近时,观察者接收到的波的频率大于波源的频率,反之,观察者远离波源运动时,观察者接收到的波的频率小于波源的频率。 如图丙所示,波源向右运动,观察者不动,波源由S1运动到S2,波源右方的波面变得密集,因波速不变,波长变短,右方观察者接收到的波的频率大于波源的频率;左方的波面变得稀疏,波长变长,左方的观察者接收到的波的频率小于波源的频率,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,一,二,特别警示可用“极端假设”的方法设想当自己随同某一个波峰一起远离波源,你将接收不到波,此时你接收到的频率变为零。可以用这种方法想象观察者远离波

6、源时,接收到的波的频率减小的道理,以理解多普勒效应,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,类型一,类型二,多普勒效应概念的理解,例1】 下列说法正确的是() A.若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率减小 B.声波击碎玻璃杯的实验原理是共振 C.超声波沿直线传播,不会发生衍射 D.“闻其声不见其人”是声波的干涉现象 解析：由多普勒效应可知,若声波波源向着观察者运动,则观察者接收到的声波频率增大,A项错误;声波击碎玻璃杯是声波频率与玻璃杯的固有频率相同,玻璃杯发生共振导致破碎,B项正确;超声波的波长很短,基本上是沿直线传播,但在遇到尺寸相当的障碍物时也会发生衍射,C项错误;“闻其

7、声不见其人”是声波的衍射现象,D项错误。 答案：B,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,类型一,类型二,题后反思发生多普勒效应时,只是观察者接收到的频率发生变化,而波源的频率并没有变化,这一点是学生的易错点,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,类型一,类型二,多普勒效应的应用,例2】 下列实例中应用了多普勒效应的有() A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度 B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来,根据反射波频率变化的多少就能知道汽车的速度,以便于进行交通管理 C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D.有经验的战士从炮弹飞行的“尖叫”声中判断飞行炮弹是接近还是远去,人教版物理选修3-4同步配套第十二章机械波,类型一,类型二,解析：凡是波都具有多普勒效应,因此利用光波的多普勒效应便可测定遥远星体相对地球远离的速度,故选项A正确。被反射的电磁波,相当于一个运动的物体发出的电磁波,其频率发生变化,通过计算可以求出运动物体的速度,故选项B正确