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2015年 4月 Vo1．33 No．07 中学物理 多普勒效应计算问题处理三法 黄健康 (福建省政和第一中学 福建 政和 353600) 多普勒效应是声波波源和观察者之间发生相对运动时，观 察者感到声波频率发生变化的现象．由于声波是疏密变化的纵 波，不像横波那么直观化，对于含波形图的多普勒效应计算题 ， 许多教师感觉难以解释，而学生也常常不知如何入手解决问 题．这一问题，是高中物理 “机械波”一章的难点问题．下面通 过一道习题，谈谈多普勒效应计算 问题 的三种处理技巧和 0 口0‘接 · 方法． 图 2 例题 利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动 身A处反射时，第二个声波还在 日处继续向前传播 ，相邻两个 的有关参量，图1甲中仪器A和 通过电缆线驳接 ，为超声波 声波间隔时间 =To，间隔距离AB= 。· ．设再经过时间t 发射与接收一体化装置，而仪器A为B提供超声波信号源，而 第二个声波传播到B 处与车相遇而反射 ，第二个声波向前传 且能将 曰接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波 播距离BB =％ ·t，而这段时间里车向前行驶距离 ￡=lZt，第 形．现固定装置 曰，并将它对准匀速行驶的小车 C，使其每 隔固 一 个反射波从A处传播到A 处，反射波传播距离 s =AA = 定时间发射一短促的超 声波脉冲 (如 图l乙中幅度大的波 130f，此时两个反射波相距AB = · ． 形)，而 日接收到的由小车C反射回的超声波经仪器A处理后 由图2可看 出： 的时间已在图4乙中标出，其中 和△f为已知量，另外还知道 0· = 0·70+M ·f (1) 该测定条件下声波在空气中的速度为 ，请根据所给信息可判 t+M。t=口0 ‘ (2) 断小车的运动方向和小车的速度大小． 将 =To+△f代入 (1)、(2)两式，并消去t， 可解得 0·At “面 方法二 结合波形图，通过研究相邻的二个声波从发射 到反射过程所应遵循的运动学关系来解决问题 当超声波发射与接收装置一体化 ，且整个装置静止不动 时，若声波从发射到接收的时间差为AT(即第 Ⅳ个入射声波和 厶 接收到的第 ，v个反射声波的时间差)，则这一声波从发出到被 图 1 A A 反射的间隔时间为 ，声源距声波反射点间距为 · ．抓住 通过对图1呈静态特征的入射波和反射波波形图分析可 二 以知道 ，相邻两个入射声波(图l中幅度大的相邻两个声波)闯 这一特点，选取相邻二个声波从发射到反射的这一阶段进行研 隔时间 ，而相邻两个反射声波 (图 1中幅度小的相邻两个声 究，可快速解决相关问题． 波)的间隔时