6.7多普勒效应.pptxVIP

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6.7多普勒效应

§6.7 多普勒效应 多普勒效应: 波源或观察者相对于介质运动时, 观察者感觉到的频率和波源的真实频率不相等, 叫做多普勒效应. uR : 观察者相对介质的运动速度, 接近波源取+, 反之取-. R : 观察者接收到的频率(观测频率), 观察者在单位时间内接收到的完整波形数目. 当波源和观察者都相对介质静止: W : 波的频率, 单位时间内经过介质中某点的完整波形数目. S : 波源的频率(发射频率), 波源在单位时间内发出的完整波形数目. uS : 波源相对介质的运动速度, 接近观察者取+, 反之取-. 观察者单位时间内收到的波形数: 2. 观察者远离波源 6.7.1 uS = 0, 0<| uR |<u 1. 观察者接近波源 在每个周期中, 波源接近观察者的距离为 uSTS 即每个波长缩短了 uSTS 6.7.2 0<| uS |<u, uR = 0 1. 波源接近观察者 变高 变低 变高 2. 波源远离观察者 变低 6.7.3 波源以 uS 运动, 观测者以 uR 运动(相向为正) 由于波源的运动, 波在介质中的频率: 由于观察者的运动, 接收频率与波的频率: 接收频率: 结论: 波源与观察者相互接近时, 感觉到的频率较高; 波源与观察者相互远离时, 感觉到的频率较低. 如果波源和观察者的运动不在同一直线上, 公式中采用波源与观察者在连线方向上的速度投影即可. 5) 卫星跟踪系统等. 1) 交通上测量车速; 2) 医学上用于测量血流速度; 3) 天文学家利用电磁波多普勒红移说明大爆炸理论; 4) 用于贵重物品、机密室的 防盗系统; 6.7.4 多普勒效应的应用: 当 uS u 时, 所有波前将被挤压在一个圆锥面上, 新波前与旧波前相位均相同, 锥面上波的能量分布密集形成冲击波, 如核爆炸, 超音速飞行中的冲击波等. 若波的振幅加倍, 则强度变为原来的 4 倍. 例1: 火车以 20m/s 的速度行驶, 汽笛的频率为 500Hz, 求: (1) 静止的观察者在火车前后所听到的汽笛频率分别是多少? (2) 另一列火车 10m/s 的速度驶近或驶离第一列火车, 另一列火车的乘客听到的声音频率各是多少? (设空气中声速为 340m/s ) 解:

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