3.5多普勒效应 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共21张PPT)

(共21张PPT)
3.5 多普勒效应
多普勒效应的解释
多普勒效应的应用
多普勒效应
知识回顾：
1．波的叠加
(1)波的独立传播：两列波在彼此相遇并穿过后，仍然保持各自的运动特征，继续传播。(2)波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
知识回顾：
2．波的干涉(1)定义：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的现象。(2)稳定干涉条件①两列波的频率必须相同。②两个波源的相位差必须保持不变。(3)一切波都能够发生干涉，干涉是波特有的现象。
一、多普勒效应
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。
听飞机声音的变化
（频率高）
（频率低）
列车靠近时，鸣笛声越来越尖锐；
列车远离时，鸣笛声越来越低沉。
（频率高）
（频率低）
听火车声音的变化
一、多普勒效应
1.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。
奥地利物理学家多普勒（1803——1853）
这种现象是奥地利物理学家多普勒在1842年最先发现的。
2.多普勒效应是波特有的现象。
不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应。
（1）波源频率f：
波源单位时间内的振动次数
（2）接收器的接收频率f ′ :
观察者单位时间接收到的完整波数目，决定听到音调的高低
二、多普勒效应的解释
1.基本概念
多普勒效应是观察者接收到的波的频率发生了变化，而波源发出的波的频率并没有改变。
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。
2.多普勒效应的实质：
二、多普勒效应的解释
单位时间内观察者数得的人数与实际通过的人数相同。
单位时间内观察者数得的人数变多。
单位时间内观察者数得的人数变少。
模拟实验：
f测>f源
f测< f源
f测=f源
演示实验：
3 .多普勒效应的现象：
（1）观察者与波源均相对于介质静止时：
（2）观察者与波源相互接近时：
（3）观察者与波源相互远离时：
S
A
B
A
S
B
A
S
观察者朝波源运动时
观察者远离波源运动时
观察者与波源相对静止时
三、多普勒效应的应用
1.交通警察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。
2.用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率。
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，然后跟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
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。
4.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
小结：
练一练：
1.为了理解多普勒效应，可以设想一个抛球的游戏（图 3.5-5）。设想甲每隔1s向乙抛一个球，如果甲、乙都站着不动，乙每隔1s接到一个球。如果甲抛球时仍然站着不动，而乙以一定速度向甲运动，这时乙接球的时间间隔是否还是1s？如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是否会有变化？
练一练：
2. 火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。以下哪种情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来低？请解释原因。
A. 观察者静止，火车向他驶来
B. 观察者静止，火车离他驶去
C. 火车静止，观察者乘汽车向着火车运动
D. 火车静止，观察者乘汽车远离火车运动
感谢倾听