(共5张PPT)
1.多普勒效应: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。
2.多普勒效应产生的原因
(1)波源与观察者没有发生相对运动时,观察者接收到的波的频率不变,即等于波源的频率。
(2)当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的波的频率增大。
(3)当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的波的频率减小。
第4节 多普勒效应及其应用
知识 清单破
知识点 1 多普勒效应
导师点睛 关于多普勒效应的三点说明:
(1)在多普勒效应中,波源的频率没有改变,只是由于波源与观察者之间有相对运动,观察者感
觉到的波的频率发生了变化。
(2)多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距离,而是取决于波源相对观察者距
离的改变;观察者在垂直于波的传播方向移动时,不会产生多普勒效应。
(3)光波、无线电波、微波等都能发生多普勒效应,多普勒效应是波共有的特征。
1.交通:交通警察使用多普勒测速仪测定汽车的行驶速度,判断车辆是否超速。测速仪向行进
的汽车发射某个频率的无线电波,无线电波遇到车辆发生反射,车辆相当于反射波的波源。
测速仪接收到反射波,通过分析反射波的频率就可显示出车辆的行驶速度。
2.医疗:在医学上,医生用彩色超声多普勒诊断仪向人体组织发射高频率的超声波,再根据接
收的反射超声波频率变化来测定心脏跳动、血管血流快慢等情况,依此对人体心脏、血管等
疾病作出诊断。
3.利用电磁波的多普勒效应确定目的物的距离、方位、速度等。这在军事、航天、气象预
报等领域有着广泛的应用。
知识点 2 多普勒效应的应用
1.多普勒效应中,波源的频率发生变化。 ( )
2.当波源和观察者向同一方向运动时,一定发生多普勒效应。 ( )
3.只有横波才能发生多普勒效应。 ( )
4.波源与观察者相互远离时,观察者接收到的波的频率降低。 ( )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
提示
多普勒效应中,观察者接收到的波的频率发生变化,这是因为观察者与波源相互靠近或
者相互远离,而波源的频率没有发生变化。
提示
当波源和观察者向同一方向运动而两者之间距离不变时,不会发生多普勒效应。
提示
横波和纵波都能发生多普勒效应。
√
5.当观察者和波源间存在相对运动时,一定能够观察到多普勒效应。 ( )
6.如果在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变短,说明该星球正在远离地球。 ( )
提示
不一定,例如观察者绕波源做匀速圆周运动时,二者有相对运动,但不能观察到多普勒
效应。
提示
在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变短,则频率变大,根据多普勒效应规律,
可判断该星球正在靠近地球。
第3章 机械波
第4节 多普勒效应及其应用
基础过关练
题组一 多普勒效应的理解
1.如图所示,向左匀速运动的小车发出频率为f的声波,车左侧A处的静止的人感受到的声波的频率为f1,车右侧B处的静止的人感受到的声波的频率为f2,则 ( )
A.f1f
C.f1>f,f2>f D.f1>f,f22.固定在振动片上的金属丝S周期性触动水面可以形成水波。当振动片在水面上沿MN直线移动时拍得一幅照片如图,显示出此时波的图样。由照片可知,下列说法正确的是 ( )
A.振动片正在向图中M一侧移动
B.相同时间内接收到完全波的个数,M一侧比N一侧多
C.图中振动片右侧的水波频率更高
D.图中振动片左侧的水波传播速度更快
3.平直公路上,汽车正在匀速远离,用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波,被汽车反射回来的超声波的频率随汽车位移变化的图像,正确的是 ( )
4.(多选题)如图甲所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐
在秋千上来回摆动,据图乙,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,她感觉哨声音调变低
B.女同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高
C.女同学在从点C向右运动过程中,她感觉哨声音调不变
D.女同学在从点C向左运动过程中,她感觉哨声音调变低
题组二 多普勒效应的应用
5.(多选题)在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有 ( )
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
B.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低
D.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同
E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化
6.公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高,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
答案全解全析
基础过关练
1.D 2.C 3.D 4.D 5.BCE 6.B
1.D 波源朝观察者运动时,观察者观测到的频率大于波源的频率,波源远离观察者运动时,观察者观测到的频率小于波源的频率,D正确。
2.C 由图可知,波源S右边的波纹较密集,说明振动片正在向N一侧移动,A错误;波源向右运动,则波传到右边的时间小于传到左边的时间,所以在相同时间内接收到完全波的个数,M一侧比N一侧少,则振动片右侧的水波频率更高,B错误,C正确;波的传播速度取决于介质,所以振动片两侧水波传播的速度一样大,D错误。
3.D 汽车正在匀速远离,速度恒定,接收到的反射波的频率也是恒定的。由于是远离,则反射波的频率应该小于发出波的频率,D项正确。
4.D 女同学从A向B运动过程中,她逐渐靠近声源,根据多普勒效应可知,她感觉到哨声音调变高,故A错误;女同学从E向D运动过程中,她逐渐远离声源,她感觉到哨声音调变低,故B错误;女同学在从C点向右运动过程中,她逐渐靠近声源,根据多普勒效应可知,她感觉到哨声音调变高,故C错误;女同学在从C点向左运动过程中,她逐渐远离声源,她感觉到音调变低,故D正确。
5.BCE 因为光速大于声速,所以雷雨天传播相等距离时,先看到闪电,后听到雷声,不属于多普勒效应,A错误;超声波被血管中的血流反射后,由于血液流动使反射的波的频率发生改变,即探测器接收到的频率发生变化,属于多普勒效应,B正确;当列车远离观察者时,观察者听到的汽笛声的音调会变低,属于多普勒效应,C正确;同一声波在不同介质中传播的速度不同,不属于多普勒效应,D错误;天文学上观察双星,由于双星周期性运动而使接收到的光的频率发生变化,即双星光谱随时间的周期性变化,可用多普勒效应解释,E正确。
6.B 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高,根据多普勒效应可知,两车在相互靠近,则轿车的车速小于巡警车的车速,即轿车的车速低于100 km/h,选B。
