大学物理课件：5-8 多普勒效应.pptVIP

第八节 多普勒效应 第八节 多普勒效应 一、多普勒效应 —— 当波源或观测者相对于介质运动，造成观测频率与波源频率不同的现象。 当列车鸣笛从我们身旁疾驶而过时，汽笛的音调由高变低。 假设波源和观测者的运动方向与波传播方向共线，波源和观测者相对于介质的速度分别为 us 和 uo ， 波在该介质中的传播速度为 c ， 波源和观测者观测到的频率分别为 f 和 f’ 。 1．波源（us = 0）、观测者（uo = 0）均静止： 频率 f 和波长 λ为常数。 2．波源静止（u s=0）、观测者运动（u o≠0）： 频率升高（f↑，声调变尖）。 人朝声源运动： 即声调变尖。 人背离声源运动： 波源静止（u s=0）、观测者运动（u o≠0）： 频率降低（f↓，声调变粗）。 声调变粗。 负为背离声源运动 正为朝着声源运动 3．观测者静止（u o=0）、波源运动（u s≠0）： 声朝着人运动 波长被压缩： 声源背着人运动 波长膨胀： 4．组合（ u o ≠ 0、u s≠0 ）： 该式为两者在同一直线上。 3、推广： 两者不在同一直线上。 两者平移后， 超声多普勒血流仪 用多普勒效应测量血流速度。 超声波传播方向与血流方向之间的夹角θ。探头即能发射，又能接收超声波。 探头发射的超声波由红细胞反射，故红细胞相当于运动着的声源，而回波又被静止的探头接收。 2、接收器(观)：uo’ =0， 红细胞(源)：us’=uo≠0 综合： 综合： 两个超声波在换能器内混频而产生拍频： 式中负号为背离。 波源 vs u 时， 第九节 超 声 波 * * 声源背着人运 动，波长膨胀。 声源朝着人运 动，波长被压缩。 θ φ θ φ 1、警察用多普勒测速仪测速 二、多普勒效应的应用： 2、超声多普勒效应测血流速 原理：uo = us’ = u 多普勒流量计： 1、发射： θ=φ 发射器(源)：us =0 红细胞(观)：uo ≠0 三、冲击波 三、冲击波 波源就会冲出自身发出的波阵面, 它所发出的一系列波面的包络是一个圆锥体,称为马赫锥。 uΔt · S vS · · · · vSΔt 马赫锥 —— 马赫数 uΔt · S vS · · · · vSΔt 马赫锥 马赫数 在这个圆锥上，波的能量高度集中,形成冲击波或激波，如核爆炸， 温度下降到3000开时形成以40～50千米／秒的速度向四周运动的冲击波， 其波阵面（也就是火球的锋面）仍然发光。冲击波形成后，火球内部的温度分布是表面低，向内逐渐升高，火球里面有一个温度均匀的高温核。 冲击波阵面温度降低到略高于2000开时，冲击波脱离火球，并按力学规律向外传播，而后其阵面不再发光。 在这个圆锥上，形成冲击波或激波，又如：快艇航行、超音速飞行的子弹。 超音速的子弹 在空气中形成 的激波 （马赫数为2 ） 和超音速飞行的飞机等等。 *