粤教版物理选修3-4同步教学课件：2.5 多普勒效应

课件15张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二一、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,使观察者感觉到频率的变化的现象。
2.波源与观察者相对静止时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的,观察者接收到的频率等于波源振动的频率。
3.当波源与观察者相互靠近时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加,接收到的频率增大;反之,当波源与观察者互相远离时,接收到的频率变小。目标导航预习导引一二二、多普勒效应的应用
1.测车辆速度:交警向行进中的车辆发射一个已知频率的电磁波,波被运动中的汽车反射回来时,接收到的频率发生变化,由此可知汽车的速度。
2.测星球速度: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,可得星球的速度。
3.跟踪人造地球卫星:一旦有卫星经过跟踪站的上空,地面接收到的讯号频率就会先增大后减小。一二知识精要思考探究典题例解迁移应用一、多普勒效应
1.波源与观察者相对静止时,单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的,观察者感觉到的频率等于波源振动的频率。
2.波源与观察者相互靠近时,单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加,观察者感觉到的频率大于波源的频率,即感觉到的频率增加。
3.波源与观察者相互远离时,观察者感觉到的频率变小。一二知识精要思考探究典题例解迁移应用1.声音的音调由什么来决定?
答案:由频率决定,频率大则音调高,频率小则音调低。
2.多普勒效应中声源的频率发生变化了吗?
答案:多普勒效应是在波源与观察者有相对运动时,观察者接收到的频率发生变化的现象。其实波源的频率并没有发生变化,只是观察者感受到的频率发生了变化。一二知识精要思考探究典题例解迁移应用【例1】 (多选)下列关于多普勒效应的说法中正确的是(　　) (导学号51150038)
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
思路分析解答本题应从多普勒效应产生的原理入手分析。
解析:当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应,选项C正确;发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化,而波源的频率并没有改变,故选项A错误,B正确;此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的,选项D正确。
答案:BCD一二知识精要思考探究典题例解迁移应用一二知识精要思考探究典题例解迁移应用(多选)下列哪些现象是多普勒效应(　　)
A.远去的汽车声音越来越小
B.炮弹迎面飞来,声音刺耳
C.火车向你驶来时,音调变高,远离你而去时,音调变低
D.大风中,远处人的说话声时强时弱
答案:BC
解析:声波音调的高低由其频率决定,根据多普勒效应,当声源与观察者发生相对运动时,观察者听到的声音会变化,B、C正确。声音的强弱由声波的能量决定,声源越近,声波能量越大,听起来越响亮,但音调不一定变化,A、D项不是由多普勒效应造成的,故选择B、C项。一二知识精要思考探究典题例解迁移应用二、多普勒效应的应用
在日常生活中,有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声中判断火车的运动方向和快慢。同时,多普勒效应在科学技术中有着广泛的应用。
1.多普勒测速仪。测速仪向行进中的汽车发射已知频率的电磁波,电磁波被运动的汽车反射回来时,测速仪接收到的频率发生变化,由此可知汽车的速度。
2.根据多普勒效应可算出其他星球靠近或远离地球运动的速率。
3.在医学方面,多普勒超声诊断仪可以测出血液的流动速度,从而诊断出病情。一二知识精要思考探究典题例解迁移应用【例2】 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,结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低。 (导学号51150039)
(1)此现象属于(　　)
A.波的衍射 B.波的干涉
C.多普勒效应 D.波的反射
(2)若该路段限速为100 km/h,则该轿车是否超速?
(3)若该轿车以20 m/s的速度行驶,反射回的频率应怎样变化?
思路分析观察者与波源相互远离,接收到的频率低于波源的频率,所以若接收到的频率低于波源的频率,可以推断观察者与波源相互远离;观察者与波源相互靠近,接收到的频率高于波源的频率,所以若接收到的频率高于波源的频率,可以推断观察者与波源相互靠近。一二知识精要思考探究典题例解迁移应用解析:(1)巡警车接收到的电磁波频率比发出时低,此现象为多普勒效应,选项C正确。
(2)因巡警车接收到的频率低,由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离,而巡警车车速恒定且在后面,可判断轿车车速比巡警车车速大,即大于100 km/h,故该轿车超速。
(3)若该轿车以20 m/s的速度行驶,由20 m/s<100 km/h知,此时巡警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的频率应偏高。
答案:(1)C　(2)超速　(3)偏高一二知识精要思考探究典题例解迁移应用一二知识精要思考探究典题例解迁移应用(多选)下列哪些应用是利用了多普勒效应(　　)
A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来时,根据接收到的频率发生的变化,就可知汽车的速度,以便于交通管理
C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
答案:ABD一二知识精要思考探究典题例解迁移应用解析:凡是波都具有多普勒效应,因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对于地球的运动速度,A选项正确。被反射的电磁波,相当于一个运动的物体发出的电磁波,其频率发生变化,由多普勒效应可求出运动物体的速度,B选项正确。铁路工人根据振动的强弱而对列车的运动作出判断,C选项错误。炮弹飞行,与空气摩擦产生声波,人耳接收到的频率与炮弹运动方向有关,D选项正确。选A、B、D。