高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 多普勒效应教案配套课件ppt

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1.波源与观察者互相________或者互相________时,接收到的频率都会________,这种现象叫做多普勒效应.2．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,观察到的频率________波源振动的频率；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________,观察到的频率________；反之,当波源与观察者互相________时,观察到的频率________.
3．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用.交通警察可以用来测量汽车的________,医生可用来测量血流的速度,这种方法俗称为“________”.答案：1．靠近　远离　发生变化2．等于　增加　增加　远离　变小3．速度　彩超
(1)定义：由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象叫做多普勒效应.(2)成因：声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,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,观察者接收到的频率会改变.
如火车出站鸣笛时,我们感到音调变低,即因为接收到的频率减小的情况.总之,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.注意：①在多普勒效应中,波源的频率是不改变的,只是由于波源和观察者之间有相对运动,观察者感到频率发生了变化.②多普勒效应是波动过程共有的特征,电磁波和光波也会发生多普勒效应.
(3)应用①超声波测速：发射装置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.据反射波频率的变化的多少可以知道车辆的速度.②红移现象：在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有“红移现象”,所谓“红移现象”,就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移,这种现象可以用多普勒效应加以解释：由于星系远离我们运动,接收到的星光的频率变小,谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动.
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.
【例1】公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查,在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波,如果该电磁波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的电磁波频率比发出时低,说明那辆轿车的车速(　　)A．高于100 km/h　　　　B．低于100 km/hC．等于100 km/h D．无法确定
【答案】A【解析】由多普勒效应知,巡警车接收到的频率低了,即观察者接收到的频率低了,说明轿车和巡警车在相互远离,而巡警车速度恒定,因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大,故A正确.【思维点悟】由前面的分析可得出：当波源与观察者远离时,频率变低；当波源与观察者靠近时,频率变高.
对应练习　火车上有一个声源发出频率一定的乐音.当火车静止、观察者也静止时,观察者听到并记住了这个乐音的音调.以下情况中,观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是(　　)A．观察者静止,火车向他驶来B．观察者静止,火车离他驶去C．火车静止,观察者乘汽车向着火车运动D．火车静止,观察者乘汽车远离火车运动
解析：当观察者与声源相向运动时,观察者接收到的声波的个数增多,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
【例2】一固定的超声波源发出频率为100 kHz的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到从汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为110 kHz,设空气中声音的传播速度是330 m/s,求汽车的行驶速度.【答案】56.5 km/h