3.4 多普勒效应 课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
第三章 机械波
粤教版 选择性必修一
第四节 多普勒效应
新课导入
大家在生活中有没有注意过鸣笛的火车由远处向我们驶来又远离的过程中笛声音调的变化呢？
现象：当火车向你驶来时，感觉音调变高；当火车离你远去时，感觉音调变低。
（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音低）．
发声体的频率是否变化？
原因:多普勒效应
为什么听到笛声音调变化？
一、认识多普勒效应
多普勒效应：
当波源和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，叫多普勒效应.
奥地利物理学家多普勒（1803——1853）
感受多普勒效应
看下面两段录像，注意仔细听声音除音量大小以外的变化。
一、认识多普勒效应
波 源 的 频 率
f
观察者接收到的频率
f’
究竟运动和频率的关系如何？
一、认识多普勒效应
1）波源振动频率f：
波源单位时间内的全振动的次数
（波源单位时间内发出的完整波数目）
2）接收器的接收频率f ′ :
接收器单位时间接收到的完整波数目
几个基本概念
一、认识多普勒效应
实验探究
1、波源静止，观察者静止
2、波源静止，观察者朝着波源运动
3、波源静止，观察者远离波源运动
4、波源朝着观察者运动，观察者静止
5、波源远离观察者运动，观察者静止
一、认识多普勒效应
实验探究
波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系
波源静止 观察者静止 观察者接收频率 波源的频率
波源静止 观察者朝着波源运动
波源静止 观察者远离波源运动
波源朝着 观察者运动 观察者静止
波源远离 观察者运动 观察者静止
★
★
★
★
★
等于
大于
大于
小于
小于
一、认识多普勒效应
总之，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；
如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。
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．
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．
二、多普勒效应的应用
有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢。
有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去。
2.利用多普勒效应测速
雷达测速仪：交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度。
二、多普勒效应的应用
3.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。
二、多普勒效应的应用
4.测量其它星系向着还是远离地球运动的速率
理论和实验都证明，光波或电磁波都有多普勒效应，多普勒效应在科学技术中也有着广泛的应用。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。
哈勃望远镜
拍摄星系
二、多普勒效应的应用
5.军事应用：脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪
中国的歼20第五代隐身战机
中国的武直19武装直升机
二、多普勒效应的应用
三、多普勒效应公式的推导
课堂练习
1.(多选)关于多普勒效应,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，观察者接收到的频率发生了变化
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,它适用于一切波
BCD
BCD　[该题考查对多普勒效应的理解．当波源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，C正确；但波源的频率并没有发生变化，A错误；多普勒效应产生的本质是观察者接收到的频率不等于波源频率，它首先由奥地利科学家多普勒发现，B、D正确．]
2、(多选)假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于 300 Hz
课堂练习
AD
AD　[当汽车向你驶来时，两者距离减小，你单位时间内接收的声波个数增多，频率升高，将大于300 Hz，故A正确；当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，你单位时间内接收的声波个数减少，频率降低，将小于300 Hz，故D正确．]
多普勒效应的分析方法
(1)确定研究对象．(波源与观察者)
(2)确定波源与观察者是否有相对运动．若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生．
(3)判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变．
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.女同学从C点向D点运动时,她感觉哨声音调不变
D.女同学从C点向B点运动时,她感觉哨声音调变低
AD
课堂练习
4、(多选)关于多普勒效应的应用，下列说法中正确的是(　 　)
A．星系谱线的“红移”现象
B．利用多普勒效应可以从火车的笛声中判断出运动方向
C．利用多普勒效应可以判断遥远的天体相对地球的运动速度
D．目前在技术上人们只能应用声波发生的多普勒效应
ABC
课堂练习