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(共28張PPT)
第一章 動(dòng)量守恒定律
3.5 多普勒效應(yīng)
人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)
新課導(dǎo)入
1
新課講解
3
學(xué)習(xí)目標(biāo)
2
經(jīng)典例題
4
課堂練習(xí)
5
本課小結(jié)
6
目錄
仔細(xì)聽(tīng)火車(chē)的聲音，你發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？注意除音量大小以外聲音還有什么變化？
思考
一、多普勒效應(yīng)
現(xiàn)象：當(dāng)火車(chē)向你駛來(lái)時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變高；當(dāng)火車(chē)離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變低。（音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低）．
多普勒效應(yīng)：當(dāng)波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者會(huì)感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫多普勒效應(yīng).
1842年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時(shí)就注意到了上面描述的現(xiàn)象。
問(wèn)題：為何有這樣的現(xiàn)象？
一、多普勒效應(yīng)
①波源振動(dòng)頻率f：
②觀測(cè)者接收的頻率f ′ :
1.幾個(gè)基本概念
究竟波源的頻率和觀測(cè)者接收到的頻率關(guān)系如何？
波源每進(jìn)行一次全振動(dòng)，就向外發(fā)出一個(gè)波，稱(chēng)為一個(gè)完全波，波源的頻率就等于單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的波的個(gè)數(shù)。
單位時(shí)間內(nèi)觀測(cè)者接收的完整波的個(gè)數(shù)。它決定了觀察者聽(tīng)到的聲音的音調(diào)。
一、多普勒效應(yīng)
模擬實(shí)驗(yàn)
（1）觀察者靜止不動(dòng)，數(shù)經(jīng)過(guò)的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘假設(shè)有30個(gè)人經(jīng)過(guò)。
f ′ = f
（2）當(dāng)觀察者逆著隊(duì)伍行走時(shí)，數(shù)經(jīng)過(guò)的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將大于30個(gè)人經(jīng)過(guò)。
f ′ > f
（3）當(dāng)觀察者與隊(duì)伍同向行走且速度比隊(duì)伍的小時(shí)，數(shù)經(jīng)過(guò)的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將小于30個(gè)人經(jīng)過(guò)。
f ′ < f
一、多普勒效應(yīng)
在模擬實(shí)驗(yàn)中，人不表示介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)，只代表傳播中的波峰或者波谷，于是“過(guò)人頻率”就代表波的頻率。
一、多普勒效應(yīng)
多普勒效應(yīng)的解釋
二、多普勒效應(yīng)的解釋
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波源發(fā)出
觀察者接收
結(jié)論一
波源的頻率一定時(shí)，若波源和觀察者相對(duì)靜止，觀察者接收到的頻率等于波源的頻率.
1.當(dāng)波源和觀察者相對(duì)靜止時(shí)
點(diǎn)擊播放
注意觀看靜等10s
二、多普勒效應(yīng)的解釋
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靠近波源
遠(yuǎn)離波源
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波源發(fā)出
觀察者接收
觀察者接收
波源的頻率一定時(shí)，若波源靜止，當(dāng)觀察者靠近波源時(shí)，觀察者接收到的頻率增大，當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源時(shí)，觀察者接收到的頻率減小.
結(jié)論二
2.波源靜止，觀察者運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)擊播放
注意觀看靜等10s
二、多普勒效應(yīng)的解釋
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靠近觀察者
遠(yuǎn)離觀察者
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波源發(fā)出
觀察者接收
觀察者接收
波源的頻率一定時(shí)，若觀察者靜止，當(dāng)波源接近觀察者時(shí)，觀察者接收到的頻率增大，當(dāng)波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者接收到的頻率減小.
結(jié)論三
3
3.觀察者靜止，波源運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)擊播放
注意觀看靜等10s
二、多普勒效應(yīng)的解釋
運(yùn)動(dòng)和頻率的關(guān)系
波源的運(yùn)動(dòng)情況 觀察者運(yùn)動(dòng)情況 頻率的關(guān)系
波源靜止 觀察者靜止 觀察者接收頻率 波源的頻率
波源靜止 觀察者朝著波源運(yùn)動(dòng)
波源靜止 觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)
波源朝著觀察者運(yùn)動(dòng) 觀察者靜止
波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng) 觀察者靜止
等于
大于
大于
小于
小于
二、多普勒效應(yīng)的解釋
觀察者感覺(jué)到波變得密集，即波長(zhǎng)減小，接收到的頻率增大。
觀察者感覺(jué)到波變得稀疏，即波長(zhǎng)增大，接收到的頻率減少。
①波源朝觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)
②波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)
注意：
多普勒效應(yīng)是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化，而波源發(fā)出的波的頻率并沒(méi)有改變。
多普勒效應(yīng)成因總結(jié)
二、多普勒效應(yīng)的解釋
三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
1.雷達(dá)測(cè)速儀：向行進(jìn)中的汽車(chē)發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波（通常是紅外線），波被運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)反射回來(lái)時(shí)，接收到的頻率發(fā)生變化，由此可指示汽車(chē)的速度。
2.測(cè)血液流速(彩超):
醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收,測(cè)出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度。這種方法俗稱(chēng)“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。
經(jīng)顱多普勒檢查
彩超
三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
理論和實(shí)驗(yàn)都證明，光波或電磁波都有多普勒效應(yīng)，多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用。宇宙中的星球都在不停地運(yùn)動(dòng)。測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)照，就可以算出星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度。
天眼利用多普勒效應(yīng)觀察其他星系
3.觀察星球的運(yùn)動(dòng)
三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
3.觀察星球的運(yùn)動(dòng)
三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
距離不變
相互遠(yuǎn)離
相互靠近
觀測(cè)的頻率小于靜止時(shí)發(fā)光頻率
觀測(cè)的頻率大于靜止時(shí)發(fā)光頻率
觀測(cè)的頻率等于靜止時(shí)發(fā)光頻率
“藍(lán)移”
“紅移”
典例分析
【典例1】（多選）下列哪些現(xiàn)象屬于多普勒效應(yīng)(　　)
A.遠(yuǎn)去的汽車(chē)聲音越來(lái)越小
B.炮彈迎面飛來(lái),聲音刺耳
C.火車(chē)向你駛來(lái)時(shí),音調(diào)變高;駛離你而去時(shí), 音調(diào)變低
D.大風(fēng)中, 遠(yuǎn)處人的說(shuō)話聲時(shí)強(qiáng)時(shí)弱
【正確答案】BC
典例分析
【典例2】（多選）下列哪些現(xiàn)象屬于多普勒效應(yīng)(　　)
A．利用地球上接收到的遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度
B．交通警察向行進(jìn)中的汽車(chē)發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)反射回來(lái)，根據(jù)接收到的電磁波頻率發(fā)生的變化，就能知道汽車(chē)的速度，以便于進(jìn)行交通管理
C．鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況
D．有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲就能判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去
【正確答案】ABD
典例分析
【典例3】公路巡警開(kāi)車(chē)在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車(chē)道上巡警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí)，巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說(shuō)明那輛轎車(chē)的車(chē)速(　　)
A．高于100 km/h　　 B．低于100 km/h
C．等于100 km/h D．無(wú)法確定
【正確答案】A
典例分析
【典例4】超聲波是一種頻率高于20000Hz的聲波，波長(zhǎng)很短，廣泛應(yīng)用于生活與生產(chǎn)實(shí)踐．關(guān)于超聲波及應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．在同種介質(zhì)中，超聲波的速度大于次聲波的速度
B．超聲波的頻率越高衍射本領(lǐng)越強(qiáng)
C．高速公路上的測(cè)速儀發(fā)出超聲波波長(zhǎng)大于所接收波的波長(zhǎng)，說(shuō)明此時(shí)車(chē)正在靠近測(cè)速儀
D．“彩超”檢查身體時(shí)，超聲波迎著血液流動(dòng)方向發(fā)射，儀器接收到的反射回波的頻率低于其發(fā)射的超聲波的頻率
【正確答案】C
典例分析
【典例5】單音源發(fā)生器裝置在小車(chē)上，其發(fā)音頻率為f0。圖1中小車(chē)沿一圓形跑道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，觀察者甲靜止于圓心處，測(cè)得頻率為f1；圖2中小車(chē)沿直線向左勻速運(yùn)動(dòng)，觀察者乙、丙靜止于該直線上，丙在乙的右側(cè)，觀察者乙測(cè)得頻率為f2，觀察者丙測(cè)得頻率為f3，則（　　）
A．
B．
C．
D．f1時(shí)而大于f0時(shí)而小于f0，
【正確答案】C
典例分析
【典例6】如圖所示，靜止的雷達(dá)測(cè)速儀a發(fā)射頻率為f0的超聲波，該超聲波被迎面駛來(lái)的汽車(chē)b反射后，又被a接收到。則（　　）
A．a(chǎn)接收到b的反射波頻率等于f0
B．a(chǎn)的發(fā)射波與b的反射波相遇會(huì)發(fā)生干涉
C．反射波在空氣中的傳播速度與b運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)
D．a(chǎn)根據(jù)接收到的反射波的頻率可確定b的速度
【正確答案】D
典例分析
【典例7】（多選）如圖甲所示，女同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位小女孩坐在秋千上來(lái)回?cái)[動(dòng)，據(jù)圖乙，下列關(guān)于小女孩的感受的說(shuō)法正確的是（　　）
A．小女孩從A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高
B．小女孩從E向D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高
C．小女孩在點(diǎn)C向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺(jué)哨聲音調(diào)不變
D．小女孩在點(diǎn)C向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變低
【正確答案】AD
【典例8】（多選）如圖所示，小球P一邊貼著水面每秒振動(dòng)5次，一邊沿x軸正方向勻速移動(dòng)。x=0處是它初始位置。圖示為恰經(jīng)10個(gè)周期時(shí)觀察到的水面波。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．位于x軸正方向一側(cè)的觀測(cè)者，接收頻率大于5Hz
B．位于x軸負(fù)方向一側(cè)的觀測(cè)者，接收頻率大于5Hz
C．水面波的傳播速度是0.2m/s，小球勻速移動(dòng)的速度是0.1m/s
D．水面波的傳播速度是0.4m/s，小球勻速移動(dòng)的速度是0.2m/s
【正確答案】AC
典例分析
多普勒效應(yīng)
①定義：當(dāng)波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使觀察者接收到的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。
②成因：如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。
③應(yīng)用：多普勒測(cè)速、彩超等。
課堂小結(jié)
感謝觀看
THANK YOU

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