3.4 多普勒效应 课件（共19张PPT） 2024-2025学年高二物理粤教版（2019）选择性必修第一册

(共19张PPT)
第三章 机械波
第4节 多普勒效应
新知引入
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？
为什么听到笛声音调变化？
学习目标
通过实验，感受、了解多普勒效应现象。
理解多普勒效应的原理。
能应用波传播的知识解释多普勒效应产生的原因。
能列举多普勒效应的应用实例
一、认识多普勒效应应
1、定义：
因波源与观察者之间有相对运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象，称为多普勒效应。
奥地利物理学家多普勒
思考与讨论：
为什么会出现这样的现象？如何解释？
2、多普勒效应模拟实验
让一队人沿路行走，观察者站不动，每分钟有 30 个人从他身边通过。
观察者逆着队伍行走，每分钟有大于 30 个人从他身边通过。
当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，每分钟将小于30个人从他身边通过.
观测者观察人数等于“过人频率”
观测者观察人数大于“过人频率”
观测者观察人数小于“过人频率”
v测=0
v测
v测
在模拟实验中，人不表示介质中的质点，只代表传播中的波峰或者波谷，于是“过人频率”就代表波的频率。
3、多普勒效应成因分析：
(1)当波源和观察者都相对介质静止时
观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同，所以，观测者接收到的频率和波源的振动频率相同。
当观测者朝着波源运动时，它在单位时间内接收到的完整波数目增多，表明测得的频率大于波源振动的频率；
当观测者远离波源运动时，它在单位时间内接收到的完整波数目减少，表明测得的频率小于波源振动的频率。
(2)当波源不动，观察者运动时
当波源靠近观察者运动时，观察者在单位时间内接收到的完整波数目增多，表明测得的频率大于波源振动的频率；
当波源远离观察者运动时，观察者在单位时间内接收到的完整波数目减少，表明测得的频率小于波源振动的频率。
(3)当观察者不动，波源运动时
当观测者与波源二者相互接近时，接收到的频率将大于波源的频率；
当观测者与波源二者相互远离时，接收到的频率将小于波源的频率。
4、运动和频率的关系
波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系
观察者接收频率 波源的频率
波源静止
观察者静止
波源静止
波源静止
波源朝着观察者运动
波源远离观察者运动
观察者朝着波源运动
观察者远离波源运动
观察者静止
观察者静止
等于
大于
大于
小于
小于
二、多普勒效应的应用
1.测量汽车速度
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。
利用多普勒测速仪，还可以测量水在海底的流速，为养殖场寻找适合贝类生长的场所。
2.水下多普勒测速仪
3.测血液流速(彩超)
向人体内发射频率已知的超声波,超声波被血管中的血液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。可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。
4.跟踪目的物(如导弹、云层等)。
1.关于多普勒效应，以下说法正确的有（　　）
A．只有机械波才能产生多普勒效应
B．电磁波不能产生多普勒效应
C．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
D．产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化
D
2. 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，听到声音的频率大于300 Hz
B.当汽车向你驶来时，听到声音的频率小于300 Hz
C.当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率大于300 Hz
D.当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率小于300 Hz
AD
3. 如图所示，一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则(　　)
A.该波源正在移向A点
B.该波源正在移向B点
C.在A处观察波的频率变低
D.在B处观察波的频率变低
AD
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
课堂小结
多普勒效应
多普勒效应
测星球速度
测量汽车速度
波源与观察者相互靠近时观察到的频率变大
多普勒效应的应用
测血液流速
跟踪目的物(如导弹、云层等)
波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小