高中物理（人教版）选修3-4（学案课件）：第十二章 机械波 第五节 多普勒效应(1).pptVIP

生活中我们能否从飞机轰鸣声调的高低，判断它是远处飞来，还是掠过头顶而去？ 站在马路边，一辆响着喇叭的汽车从身边驶过．你听到的喇叭音调是否变化？ 当波源和观察者相对静止时，观察到的波的频率 波源振动的频率；当波源与观察者相向运动时，观察到的频率 波源振动频率；当波源与观察者相互远离时，观察到的频率 波源振动频率；这种现象叫做 ． (1)波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数． (2)观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数. (1)定义 如果波源和观察者都相对于介质是静止的，则波的频率就是波源的振动频率，观察者所接收到的频率就是波源的振动频率．但是如果波源或观察者相对于介质运动时，则观察者所接收到的频率与波源的振动频率不同．这一效应是多普勒在1842年首先发现的，所以称为多普勒效应． (2)理解 多普勒效应是波动过程共有的特征．不仅是机械波，以后要讲到的电磁波和光波，也会发生多普勒效应． 下面我们针对机械波进行讨论，为简单起见，我们只讨论波源和观察者在二者的连接线上运动的情形． ①波源与观察者相对于介质均为静止的情况 观察者所接收到的频率与波源的振动频率相同． ②波源静止而观察者运动的情况 若观察者朝波源运动，由于观察者迎着波传来的方向运动，使得观察者在单位时间内接收到的完全波的个数大于波源发出的完全波的个数，即观察者接收的频率高于波源频率． 若观察者背离波源即顺着波的传播方向运动，观察者的接收频率低于波源频率． ③观察者静止而波源运动的情况 当波源S向观察者O运动时，波源在前进过程中，不断地发射出波，而已经发射出的波仍向前运动，即波的波源地点(球面的中心)向前移了，所以波源前面的波面被挤紧，因此波长减小了；波源后面的波面稀疏了，因此，波长增大了，如图所示． 波在介质中的传播速度并没有改变，观察者在波源右方时，即波源接近观察者时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大；同样道理，观察者在波源左方时，即波源远离观察者时，接收到的频率减小． (3)总结 ①当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小． ②在观察者运动的情况下，引起观察者接收频率的改变，是由于观测到的完全波的个数增加或减少；在波源运动的情况下，引起观察者接收频率的改变，是由于波距缩短或伸长． 特别提醒： ①多普勒效应是所接收到的波的频率与波源频率不同的现象，并不是接收到的波强度发生变化的现象，要正确理解频率和强度这两个描写波的不同的物理量． ②多普勒效应的产生不是取决于波源距观察者多远，而是取决于波源相对于接收者运动速度的大小和方向． 关于多普勒效应，下列说法正确的是 (　　) A．多普勒效应是由于波的干涉引起的 B．多普勒效应说明波源的频率发生变化 C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的 D．只有声波才可以产生多普勒效应 答案：C (1)测量车速，测量天体运动情况，检查肌体病变． (2)超声波及其应用 ①定义：频率高于2×104 Hz的声波． ②特点：大功率的超声波几乎沿直线传播． ③应用：超声波洗涤，超声波碎石，超声波探测仪，医用B超等． 医生诊病时用一种俗称“B超”的仪器探测人体内脏的位置，发现可能的病变(如图)．这种仪器能通过它的探头不断向人体发出短促的超声波(频率很高，人耳听不到的声波)脉冲，超声波遇到人体不同组织的分界时会反射回来，又被探头接收．这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像，医生分析这些影像，做出医学诊断． 说一说，这样的仪器为什么要使用超声波而不用普通的声波？ 解析：超声波频率很高，波长很短，不容易发生衍射，所以超声波遇到人体不同组织的分界面时大部分会反射回来；而普通的声波，波长较长，容易发生衍射，遇到人体组织的分界面时衍射现象很明显，反射回来的波极少，不利于信号处理，所以这样的仪器使用超声波而不用普通的声波． 下列说法中正确的是 (　　) 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，观察者接收的频率发生了变化 C．多普勒效应是在波源和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 解析：当波源与观察者有相对运动时，会发生多普勒效应，选项C正确．发生多普勒效应时是接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化．故A错，B对，而D项也是正确的． 答案：BCD 点评：此题考查的是多普勒效应产生的原因和结果以及发现这个现象的物理学家． 如图所示，S为振源，P点有一观察者，已知振源发生振动的频率为20Hz，则关于人听到的声音的频率为 (　　) ·　　　　　· S　　　　　P A．当振源S以17m/s的速度远离观察者运动时，