高中物理沪教版（2019）选择性必修一 课件 3.6 多普勒效应(共24张PPT)

(共24张PPT)
第三章 机械波
6.多普勒效应
新课引入
汽车驶来时，喇叭声越来越尖锐；
汽车远离时，喇叭声越来越低沉。
飞机靠近时，轰鸣声越来越尖锐；
飞机远离时，轰鸣声越来越低沉。
什么是多普勒效应？由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫做多普勒效应。
感受多普勒效应
一
知能提升
1.感受多普勒效应
1842年，奥地利物理学家多普勒带着心爱的女儿在铁道旁散步。这时远处有一列快速行驶的火车鸣笛而来，火车经过他们又鸣笛而去，多普勒发现，汽笛声的音调先变高后又变低。
感受火车的鸣笛声
感受飞机的轰鸣声
①当波源与观察者相对静止时，1 s 内通过观察者的波峰的数目（图中理解成通过观察者的人的个数）是一定的，观测到的频率 等于波源振动的频率；
2.多普勒效应的分析与论证
v测 = 0
（1）波源相对介质静止，观察者运动
②当观察者靠近波源时，1 s 内通过观察者的波峰的数目（图中理解成通过观察者的人的个数）是变多的，观测到的频率大于波源振动的频率；
v测
③当观察者远离波源时，1 s 内通过观察者的波峰的数目（图中理解成通过观察者的人的个数）是变少的，观测到的频率小于波源振动的频率。
v测
①波源向观察者运动时，相当于波长减小，单位时间内观察者接收到的完整波的个数多于波源发出的完整波个数，即观察者接收到的频率大于波源的频率；
（2）观察者相对介质静止，波源运动
②波源远离观察者运动时，相当于波长增大，单位时间内观察者接收到的完整波的个数少于波源发出的完整波个数，即观察者接收到的频率小于波源的频率。
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。
3.多普勒效应结论：
4.多普勒效应注意点：
(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。
(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。
多普勒测速仪
身边的多普勒效应
多普勒天气雷达
知能提升
二
多普勒血液测速仪(彩超)
星球上某些元素发出的光波的频率，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。
多普勒水流测速仪
多普勒水下测速仪
例1. (多选)下列说法中正确的是(　 　)
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，观察者接收的频率发生了变化
C．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的
D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的
解析：当声源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，但声源的频率并没有发生变化，所以A错误．多普勒现象产生的本质是观察者接收的频率不等于波源的频率，它首先由奥地利物理学家多普勒发现．
BCD
典例精析
例2.路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，
（1）此现象属于( 　)
A．波的衍射　 　 B．波的干涉 C．多普勒效应 D．波的反射
（2）说明那辆轿车的车速(　　)
A．高于100 km/h　 B．低于100 km/h C．等于100 km/h D．无法确定
A
C　
(2)由多普勒效应知，巡警车接收到的频率低了，即观察者接收到的频率低了，说明轿车和巡警车在相互远离，巡警车速度恒定，因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大，故A正确．
解析: (1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应，C正确．
例3. (多选)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　 　)
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高
B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变
D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低
AD
解析：女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低。选项A、D正确，B、C错误。
一、感受并理解多普勒效应
二、身边的多普勒效应
课堂小结
1.如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况下，
某一时刻在介质平面中的情形，图中的圆表示波峰。
(1)该图表示的是(　　)
A．干涉现象 B．衍射现象 C．反射现象 D．多普勒效应
(2)波源正在移向(　　)
A．A点 B．B点　C．C点　 D．D点
(3)观察到波的频率最低的点是(　　)
A．A点 B．B点　C．C点　 D．D点
解析：(1)该图表示的是多普勒效应，正确的选项为D。(2)从波长变化情况来看，波源正在移向A点。(3)由于波源远离B点，所以，观察到波的频率最低的点是B点。
跟踪练习
D　
A　
B　
2. (多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应(　　　)
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，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，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判断飞行炮弹是接近还是远去
ABD　
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以测定遥远星体相对地球远离或靠近的速度，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，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，B正确；铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动作出判断的，C错误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，D正确。
3.医院有一种先进的检测技术——彩超，向病人体内发射频率已精确掌握的超声波。超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可以知道血液的流速。这一技术主要体现了哪一种物理现象？
解析: 仪器接收到的波的频率发生变化，是因为血液的流动使波源与接收仪器间距离发生变化，从而发生了多普勒效应。
本节内容结束