第5节 多普勒效应
1.了解多普勒效应,初步理解多普勒效应的产生原因。
2.能运用多普勒效应解释一些物理现象,了解多普勒效应的应用。
一、多普勒效应
当波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的波的频率都会发生变化的现象。
二、多普勒效应产生的原因
1.当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,观察者观测到的频率等于波源振动的频率。
2.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,观测到的频率增加;反之,当波源与观察者互相远离时,观测到的频率变小。
三、多普勒效应的应用
1.测车辆速度:交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波,同时测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。
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,就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
3.测血流速度:医生向人体内发射频率已知的超声波,超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化,就能知道血流的速度。
判一判
(1)发生多普勒效应时,波源的频率没有发生变化。( )
(2)当波源和观察者向同一个方向运动时,一定发生多普勒效应。( )
(3)只有横波才能发生多普勒效应。( )
(4)只有声波才能发生多普勒效应。( )
(5)当发生多普勒效应时,观察者接收到的波的频率可能增大,也可能减小。( )
提示:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
想一想
炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中,我们所听到的音调会发生怎样的变化?为什么?
提示:波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化,声波频率的变化会引起音调的变化,由于炮弹离我们先变近后变远,所以音调先变高后变低。
课堂任务 多普勒效应的理解及应用
1.波源频率、接收频率和音调
(1)波源频率:波源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,称为一个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。
(2)接收频率
①波源和观察者相对静止时,观察者接收到的波的频率等于波源的频率。
②波源和观察者有相对运动时,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化,即接收到的波的频率发生变化。
波源与观察者如果相互靠近,观察者接收到的波的频率增大;二者如果相互远离,观察者接收到的波的频率减小。
(3)音调:音调由频率决定,频率高则音调高,频率低则音调低。观察者听到的声音的音调,是由观察者接收到的声波的频率,即单位时间内接收到的声波的完全波个数决定的。
2.多普勒效应成因分析