高三物理多普勒效应课件

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多普勒效应

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回忆过去的知识 声音是如何产生的 振动发声 小实验 小实验大家把手放在自己的喉部发声练习一下, 大家把手放在自己的喉部发声练习一下, 发一个高音,一个低音, 发一个高音,一个低音,看手的感觉有什 么不同. 么不同.

发现: 发现:音调的高低与振动的快慢有关 音调高 振动频率快 音调低 振动频率慢

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下面几段录像, 看下面几段录像, 注意仔细听声音除音量大小以外的变化

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从以上几段声音中我们听到了什么? 从以上几段声音中我们听到了什么? 从以上几段声音中我们听到了什么 发声体: 发声体:远 -→ 近 -→ 远 音调: 音调: 那么是不是发声体的频率发生了变化呢? 那么是不是发声体的频率发生了变化呢? 那么是不是发声体的频率发生了变化呢 生活中的感受 生活中的感受如果一辆静止的汽车停在身边, 如果一辆静止的汽车停在身边,你听到的声 音音调会有不同吗. 音音调会有不同吗.

所以是什么改变了我们听到的 声音的频率? 声音的频率? 物体的相对运动

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由于波源和观察者之间有相对运动,使观 由于波源和观察者之间有相对运动, 察者感觉到频率的变化,这样的现象叫多 察者感觉到频率的变化,这样的现象叫多 普勒现象 如何理解:相对运动 如何理解: 如何理解坐在鸣着笛的救护车上的人感受不到多普勒效 这是为什么? 应,这是为什么? 这是因为人与车之间没有相对运动

波源的频率:单位时间内波源发出完全波 波源的频率: 的个数. 的个数. 接收到的频率:观察者在单位时间内接收 接收到的频率: 到完全波的个数. 到完全波的个数.

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多普勒效应的成因 想一想: 想一想:为什么有相对运动听起来音调就会发生变化? 为什么有相对运动听起来音调就会发生变化?

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1,当波源和观察者都静止不动,即二者没有 当波源和观察者都静止不动, 相对运动时

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2,波源相对介质不动,观察者朝波源运动 波源相对介质不动, 或观察者不动,波源朝观察者运动时) 时(或观察者不动,波源朝观察者运动时)

观察者在单位时间内接收到的完全波的个数 增多,即接收到的频率增大. 增多,即接收到的频率增大.

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3,波源相对介质不动,观察者远离波源运 波源相对介质不动, 动时(或观察者不动, 动时(或观察者不动,波源远离观察者运 动时) 动时)

观察者在单位时间内接收到的完全波的个 数减少,即接收到的频率减小. 数减少,即接收到的频率减小.

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究竟运动和频率的关系如何? 究竟运动和频率的关系如何?波源的运动 观察者运动 情况 情况★

频率的关系

波源静止

观察者静止 观察者朝着 波源运动 观察者远离 波源运动

等于 大于 小于 大于 小于波 源 的 频 率

观 ★ 波源静止

察 者 ★ 波源静止 接 收 ★ 波源朝着观 观察者静止 频 察者运动 率 ★ 波源远离观 观察者静止 察者运动

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1. 在多普勒效应中,波源的频率是不 在多普勒效应中, 改变的, 改变的,只是由于波源和观察者之 间有相对运动, 间有相对运动,观察者感到频率发 生了变化. 生了变化. 2. 多普勒效应是波动过程共有的特征, 多普勒效应是波动过程共有的特征, 不仅机械波, 不仅机械波,电磁波和光波也会发 生多普勒效应. 生多普勒效应.

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难点:究竟我们听到的声音频率是多少? 难点:究竟我们听到的声音频率是多少? 难点 猜一猜:我们听到的声音频率会和什么 猜一猜: 有关? 有关?波源的频率 f 源 声波传播的速度 v 波源的移动速度 v1 接收者的移动速度 v2

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观察者与波源都静止设波源的波长为λ,波的传播速度为 , 设波源的波长为 ,波的传播速度为ν,则在时 观察者接收到的完全波的个数为: 间 t 内,观察者接收到的完全波的个数为:

N=接收频率为: 接收频率为:

vt

λ

N v f 接= = =f 源 t λ

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波源静止,观察者朝波源以速度v1接近 波源静止,观察者朝波源以速度v1接近 v1由前面的实验知道此时波源的波长仍为λ, 由前面的实验知道此时波源的波长仍为 ,波 的传播速度为ν, 的传播速度为 ,则在时间 t 内,观察者接收 到的完全波的个数为: 到的完全波的个数为:

(v+v1)t N=

λ

接收频率为: 接收频率为:

v1 N v+v1 v+v1 f 接= = = =(1 + )f 源 t λ v f源 v

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观察者静止,波源朝观察者以速度v2接近 观察者静止,波源朝观察者以速度v2接近 v2由前面的实验知道此时波源的波长为λ′ = λ v2T 波的传播速度为ν, ,波的传播速度为 ,则在时间 t 内,观察者 接收到的完全波的个数为: 接收到的完全波的个数为:

vt vt vt vt N= = = = f λ ′ λ v2T v v2 v v2 f f接收频率为: 接收频率为:

N v f 接= = f t v v2

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