人教版高二物理选修3-4：1多普勒效应课件(共13张PPT)

多普勒效应的广泛应用 1．雷达测速仪 检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效 应。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常
是红外线，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。装有多普勒测速仪的警车有 时就停在公路旁，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并 把测得的速度自动打印在照片上。
科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度。
这种现象，是证明宇宙在膨胀的一个有力证据。
③医用“彩超”：向人体发射频率已知的超声波，超 声波被血管中的血液反射后被仪器接收。测出反射波的频 率变化，就能知道血流的速度，据此诊断疾病。 ④可据火车汽笛的音调的变化可以判断火车是进站还
是出站；据炮弹飞行的尖叫声可以判断炮弹飞行的方向等。
声波的个数增多，所以观察者接收到的频率升高，听到乐
音的音调比原来要高。当观察者与声源背向运动时，观察 者接收的声波的个数减少，所以观察者接收到的频率降低， 听到乐音的音调比原来降低了。综上所述，正确选项为 B、 D。
答案：B、D
多普勒效应中接收到的频率 f′的计算公式 (1)波源相对介质静止， 观察者以速度 v0 相对于介 质运动。 v± v0 f′＝f0( v )。 “＋”表示观察者走向波源， “－”表示观察者离开波源。
的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察 者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位 时间接收到的完全波的个数决定的。
①当波源和观察者相对介质都静止不动，即二者没有
相对运动时。
单位时间内波源发出几个完全波，观察者在单位时间 内就接收到几个完全波。观察者接收到的频率等于波源的 频率。 ②当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频
如火车出站鸣笛时，我们感到音调变低，即因为接收

要点提炼
1. 多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时， 观察者接收到的波的 频率 2.多普勒效应产生的原因分析： 发生变化的现象.
(1)相对位置变化与频率的关系(规律)：
相对位置
波源S和观察者
图示
结论
f观察者＝f波源 音调不变
A相对静止，如
若靠近波源，由
波源S不动，观 察者A运动,由 A→B，则f观察者>f
了变化，当距离增大时，观察者在单位时间内接收到完全
波的个数减少，反之，接收到完全波的个数就增加，可见
观察者接收到的频率与波源发出的频率并不一定是相等的，
只有当波源与观察者相对静止时二者才是相等的，故B、 C选项都是正确的； 一切波都能发生多普勒效应，故D选项不正确. 答案 BC
例2
如图2甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学
B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化
C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 D.只有声波才能产生多普勒效应
解析
由于波源的频率只与波源本身在单位时间内完成的
全振动的次数有关，而与波源是否运动或观察者是否运动 的情况均无关系，故A选项不正确； 当发生多普勒效应时，由于观察者与波源的相对位置发生
波源，音调变高；
A→B或A→C，
如图所示 观察者A不动， 波源S运动，由
若远离波源，由
A→C，则f观察者<f
波源，音调变低
f观察者>f波源
(2)成因归纳：发生多普勒效应时，一定是由于波源与观
察者之间发生了
相对运动 到的频率变高，互相远离时，观察者接收到的频率变低. 只是观察者接收到的波的频率发生了变化.
据 v ＝ λf 知波长 λ与 v及 f 有关，即与波源和介质有关，反射

C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还 是远去
解析:凡是波都具有多普勒效应,因此利用光波的多普勒效应便 可以测定遥远天体相对于地球的运动速度,A 选项正确。被反射的电 磁波,相当于一个运动的物体发出的电磁波,其频率发生变化,由多普 勒效应可求出运动物体的速度,B 选项正确。铁路工人根据振动的强 弱而对列车的运动作出判断,C 选项错误。炮弹飞行,与空气摩擦产 生声波,人耳接收到的频率与炮弹运动方向有关,D 选项正确。选 A、 B、D。
答案:AD
思悟升华 1.多普勒效应是接收到的波的频率与波源频率不同的现象,并 不是接收到波的强度发生变化的现象,要正确理解频率和强度这两 个描述波的不同的物理量。 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 于波源相对于观察者是靠近还是远离。
1.(多选)关于多普勒效应,下列说法中正确的是
答案:(1)C (2)超速 (3)偏高
迁移应用 (多选)下列哪些应用是利用了多普勒效应( ) A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远 天体相对于地球的运动速度
B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被 运动的汽车反射回来时,根据接收到的频率发生的变化,就可知汽车 的速度,以便于交通管理
想一想他们根据什么物理原理来判断飞机飞来的方向? 简答:多普勒效应。
预习导引
一、多普勒效应 1.多普勒效应: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。 2.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,观察者接收到的频率等于波源振动的频率。 3.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,接收到的频率增加;反之,当波源与观察者互相远离时, 接收到的频率变小。

知识深化
多普勒效应产生的原因分析 1.相对位置变化与频率的关系(规律)
相对位置 波源S和观察者A相对静止， 如图所示
图示
波源S不动，观察者A运动， 由A→B或A→C，如图所示
观察者A不动，波源S运动， 由S→S′，如图所示
结论 f观察者＝f波源 音调不变
若靠近波源，由A→B，则f观察者>f波源， 音调变高；若远离波源，由A→C，则 f观察者<f波源，音调变低
(2)当波源与观察者相向运动时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目_增__加__ (填“增加”或“减小”)，观察到的频率 增加 (填“增加”或“减小”)；反之， 当波源与观察者互相远离时，观察到的频率 减小 .(填“增加”或“减小”) 3.应用 (1)测车辆速度. (2)测星球速度. (3)测血流速度.
针对训练 (2017·盐城高二检测)装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在
公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来
的反射波.当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速
监视器发出的超声波相比
A.频率不变，波速变小 C.频率不变，波速变大
B.波速不变，频率变小
例3 某测量员利用回声测距，他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第 一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的 距离为多少？
√D.波速不变，频率变大
解析 波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的 超声波相比波速不变，根据声音的多普勒效应，声源和观察者靠近时接收频率 变高，所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大，故D正 确，A、B、C错误.
二、波的反射和折射及应用