3.5多普勒效应课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共20张PPT)

(共20张PPT)
新人教版 选择性必修一
第三章 机械波
3.5 多普勒效应
从你身边疾驰而过的两种交通工具鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事？
一、多普勒效应
1.定义：当波源和观察者之间有相对运动时，观察者接收到波的频率会发生变化的现象。
奥地利物理学家多普勒
（1）波源频率：波源完成一次全振动，就向外发出一个完全波，波源频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数。
（2）观察者接收到的频率：观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，接收到的频率决定了所听到的音调。
（3）发生多普勒效应的原因：波源和观察者在两者连线方向上有相对运动。
二、多普勒效应的分析
1.波源和观察者保持相对静止时：
单位时间内波源发出几个完全波，观察者就接收到几个完全波，观察者接收到的波的频率等于波源的频率。
二、多普勒效应的分析
2.波源静止，波速为，观察者以运动。
（1）当观察者靠近波源运动时，观察者接收到的波
的频率增大
二、多普勒效应的分析
2.波源静止，波速为，观察者以运动。
（1）当观察者靠近波源运动时，观察者接收到的波
的频率增大
（2）当观察者远离波源运动时，观察者接收到的波
的频率减小
二、多普勒效应的分析
2.波源静止，波速为，观察者以运动。
（1）当观察者靠近波源运动时，观察者接收到的波
的频率增大
（2）当观察者远离波源运动时，观察者接收到的波
的频率减小
（3）当观察者远离波源的速度大于等于波速时。观察者将接收不到波。
二、多普勒效应的分析
3.当观察者静止，波速为，波源以运动。
观察者接收到的频率如何变化？
二、多普勒效应的分析
3.当观察者静止，波速为，波源以运动。
（1）当波源以速度以靠近观察者时，观察者接收到的波的频率增大
（2）当波源以速度以远离观察者时，观察者接收到的波的频率减小
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。
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．
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．
音障
当飞行器的速度接近音速时，将会逐渐追上自己发出的声波。此时，声波无法迅速传播开来，将逐渐在飞机迎风面附件区域积累，最终形成空气密度的一个突变面——激波面。
激波面会增加空气对飞行器的阻力，这种因为音速造成飞行障碍被称为音障。
音爆
一个以超音速前进的物体，会持续在其前方产生稳定的压力波（弓形震波）。当物体朝观察者前进时，观察者不会听到声音；物体通过后，所产生的波（马赫波）朝向地面传来，波间的压力差会形成可听见的效应，也就是音爆。
三、多普勒效应的应用
1.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。
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。
天眼利用多普勒效应观察其他星系
测量星球速度：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。
4.测量其它星系向着还是远离地球运动的速率
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
军机机载雷达