《多普勒效应》课件

《多普勒效应》小实验发现：音调的高低与振动的快慢有关音调高振动频率快音调低振动频率慢温故而知新同学们把手放在喉咙，发出一个高音和一个低音感受一下思考与讨论

当奔驰的列车向你驶来，并经过你的身旁，而后又离开你驶向远方，在这一过程中，你有没有注意到你耳朵中听到的列车的鸣笛声有什么特殊的现象？生活中的特殊现象

音调由频率决定,音调高频率高;音调低频率低

列车靠近时，鸣笛声越来越尖锐；列车远离时，鸣笛声越来越低吟。是不是列车的扩音器的频率本身发生了变化？生活中的特殊现象

飞机飞近时，轰鸣声越来越尖锐；飞机飞远时，轰鸣声越来嘶哑。是不是飞机的轰鸣声的频率本身也发生了变化？发射频率接收频率

人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？讨论多普勒效应(Dopplereffect)1、现象(1842年发现)：当汽车向你驶来时，感觉音调变高；当汽车离你远去时，感觉音调变低。2、多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。注意：频率由声源决定，实际频率并没有变化。奥地利物理学家多普勒（1803——1853）多普勒效应是指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，它是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的．

多普勒效应实验

用手机录制一段蜂鸣声，将手机固定在一长竹杆的一端，然后用竹杆将手机举起，点击音频播放，并在头上快速旋转，即可感受多普勒效应。多普勒效应模拟1、观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过。v测2、当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过。v测v测=03、当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。

1.当波源和观察者都静止不动，即二者没有相对运动时。

单位时间内波源发出几个完全波，观察者在单位时间内就接收到几个完全波，故观察者接收到的频率等于波源的频率。2.当观察者与波源相向运动时

观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即观察者接收到的频率增大。

观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，感到波变得稀疏，即波长增大，接收到的频率减少。3.当观察者与波源相互远离时多普勒成因实验演示多普勒效应的成因1、观察者听到的声音的音调，是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。2、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了变化。

当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小二、多普勒效应的成因2.多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应注意：1.在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化雷达测速仪多普勒效应的应用多普勒效应的应用多普勒天气雷达以多普勒效应为基础，可以测定散射体相对于雷达的速度，在一定条件下反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流情况等多普勒效应的应用多普勒效应观测宇宙红移或蓝移多普勒效应的应用彩色多普勒诊断系统军事应用脉冲多普勒雷达多普勒效应的应用美国AH-64“阿帕奇”直升机

多普勒导航系统法国幻影2000战斗机多普勒效应的应用科学漫步1、可闻声波：人耳能听到的声波，其频率范围大致在20Hz-20000Hz之间。2、次声波：频率低于20Hz的声波。不能引起人类听觉器官的感觉。3、超声波：频率高于20000Hz的声波。不能引起人类听觉器官的感觉。特点：频率低，但是响度不一定小次声波火山爆发、地震、台风、海啸等都会产生次声波火箭发射、飞机起飞、火车启动等也会产生次声波次声波危害：次声波会干扰人的神经系统正常功能，危害人体健康。一定强度的次声波，能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。有人认为，晕车、晕船就是车、船在运行时伴生的次声波引起的。超声波1、超声波的能量大：超声波的频率很高，能量很大。2、超声波沿直线传播：因为超声波的波长很短，不易绕过障碍物发生衍射现象，故超声波基本上沿直线传播。应用1、超声波加湿器的基本原理：利用超声波的剧烈振动可以把普通水“打碎”成直径仅为几微米的小水珠，变成雾气喷散到房间的空气中，增大房间中空气的湿度超声波超声波应用2、超声波雾化器：超声波还可以把药物击碎成微粒和空气混合形成“药雾”，病人吸入后，可以治疗肺部和气管类疾病，如咽喉炎和气管炎。应用3、治疗各种结石疾病：利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎。应用4、按摩疗效：利用超声波作用于人体时。机体细胞受到振荡和刺激，可起按摩作用，治疗神经痛等疾患。应用5、用超声波消毒灭菌也是有效的。例如用超声波来给牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法对营养成分的破坏超声波应用6、超声波探伤：由于超声波的穿透能力很强，可以制成超声波探伤仪，用来探查金属、陶瓷、混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹等缺陷。应用7、B超：就是利用超声波的发射，来探查人体内部的各种器官、组织等有无异常，还可以确定肿瘤的有无、位置和大小等等．超声波应用8、利用超声波清洗污垢：金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事，但如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。应用9、声呐：超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多。水声测位仪就是根据超声波的这种特性制成的装置，这种装置既能发出短促的超声波脉冲．又能接收被潜艇、鱼群或海底反射回来的超声波，根据反射波滞后的时间和波速，就可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度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CA课后练习3、海豚具有完善的发射和接收超声波器官，在一些重要性能上，如确定方位的灵敏度，都远远优于现代的无线电定位系统，它发射的波比无线电的微波（）A、速度快，方向性好B、频率高，抗干扰能力强C、波长小，传播距离远D、在介质中衰减小，传播距离远D课后练习课后练习4、以速度u=20m/s奔驰的火车,鸣笛声频率为275Hz,已知常温下空气中的声速v=340m/s。⑴当火车驶来时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？⑵当火车驶去时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？292Hz260Hz5、一个观察者在铁路附近，当火车驶近时，他听到的汽笛声频率为f1=440Hz，当火车驶远时，他听到的频率为f2=392Hz，在大气中声音速度为330m/s，求火车的速度？19m/s[自主阅读]1.多普勒效应波源与观察者相互靠近或者相互远离时,接收到的波的频率都会发生变化的现象。2.多普勒效应产生的原因波源与观察者之间的相互靠近或者相互远离。3.多普勒效应的应用(1)测量汽车速度:交通警察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)测血液流速(彩超):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。(3)测星球速度: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对照,就可以算出星球靠近或远离我们的速度。[自我检测]1.正误判断(1)产生多普勒效应时,波源的振动频率并没有发生变化。(

)答案

√(2)我们在剧场听演唱会时,听到的声音频率与声源的频率是不一致的。(

)解析

因为波源和观察者的距离不变,听到的声音频率与声源的频率是一致的。答案

×(3)人与波源有相对运动时,接收到的频率一定发生变化。(

)解析

尽管观察者与波源有相对运动,但只要两者距离不变,此时就不会出现多普勒效应。答案

×(4)声源与观察者间的距离越近,越容易发生多普勒效应。(

)答案

×(5)只有声波才能发生多普勒效应。(

)答案

×2.(多选)下面说法中正确的是(

)A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了B.发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化C.多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时产生的D.只要观察者运动就会产生多普勒效应解析

发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化,而波源的频率并没有改变,故选项A错误,选项B正确,当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应,选项C正确,D错误。答案

BC课堂篇探究学习问题一多普勒效应的理解[情境探究]观察者静止不动,数经过的队伍中的人数,每分钟有30个人经过。(1)当观察者逆着队伍行走时,数经过的队伍中的人数,每分钟将有

(选填“大于”“小于”或“等于”)30个人经过。

(2)当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时,数经过的队伍中的人数,每分钟将有

(选填“大于”“小于”或“等于”)30个人经过。

要点提示

(1)大于

(2)小于

[知识归纳]1.多普勒效应是指观察者所接收到的波的频率与波源频率不同的现象,并不是接收到的波的强度发生变化的现象。2.发生多普勒效应时,波源的频率并没有变化,是接收者接收到的频率(单位时间内接收到的完整波的个数)发生变化(大于或小于波源频率)。3.多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距离大小,而是取决于二者间距离是否变化。4.波源与观察者相对位置变化与频率的关系

相对位置图

示结

论波源S和观察者A相对静止不动,如图所示

f波源=f观察者,音调不变波源S不动,观察者A运动,由A向B或由A向C,如图所示

①若靠近波源,由A向B,则f波源<f观察者,音调变高;②若远离波源,由A向C,则f波源>f观察者,音调变低相对位置图

示结

论观察者A不动,波源S运动,由S向S1,如图所示

f波源<f观察者,音调变高5.多普勒效应的应用(1)超声波测速交通警察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)医用“彩超”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,就可算出血流的速度。(3)判断火车的运动方向火车驶来时,由于多普勒效应,听到的汽笛声调比较高,感觉到尖锐刺耳;火车远离时,听到的汽笛声调较低,听起来较为低沉。(4)测星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对照,可算出星球靠近或远离我们的速度。[典例剖析]例题新型列车动车组速度可达487.3km/h,与该车汽笛声的音调相比。(1)站在车运动前方路旁的观察者听起来音调

(选填“偏高”或“偏低”)。站在车运动后方路旁的观察者听起来音调

(选填“偏高”或“偏低”)。

(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样?此时列车汽笛声的音调变化了吗?(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样?解析

(1)站在车运动前方的观