3.5多普勒效應(yīng)選擇性必修第一冊(cè)&第三章

機(jī)械波仔細(xì)聽,注意除音量大小以外聲音還有什么變化課堂引入現(xiàn)象：當(dāng)火車向你駛來(lái)時(shí)，感覺音調(diào)變高；當(dāng)火車離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺音調(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)—定義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)。它決定了觀察者聽到的聲音的音調(diào)。知識(shí)講解二、多普勒效應(yīng)的解釋—基本概念二、多普勒效應(yīng)的解釋—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′

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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′

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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′

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f二、多普勒效應(yīng)的解釋—模擬實(shí)驗(yàn)

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。二、多普勒效應(yīng)的解釋—模擬實(shí)驗(yàn)多普勒效應(yīng)的解釋二、多普勒效應(yīng)的解釋—理解001234512345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知識(shí)講解二、多普勒效應(yīng)的解釋—理解0001234512678靠近波源遠(yuǎn)離波源

12345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—理解0001234512678靠近觀察者遠(yuǎn)離觀察者

12345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)論三33.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—理解運(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—理解

觀察者感覺到波變得密集，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—理解實(shí)驗(yàn)演示思考：多普勒效應(yīng)在生活中有什么應(yīng)用？一、多普勒效應(yīng)—實(shí)驗(yàn)多普勒測(cè)速

1.雷達(dá)測(cè)速儀：向行進(jìn)中的汽車發(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，由此可指示汽車的速度。知識(shí)講解二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用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“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。經(jīng)顱多普勒檢查彩超二、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)二、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”二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用3.觀察星球的運(yùn)動(dòng)4.軍事應(yīng)用：脈沖多普勒雷達(dá)，多譜勒導(dǎo)航儀中國(guó)的殲20第五代隱身戰(zhàn)機(jī)中國(guó)的武直19武裝直升機(jī)二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒效應(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。課堂總結(jié)【典例1】（多選）下列哪些現(xiàn)象屬于多普勒效應(yīng)(

)A.遠(yuǎn)去的汽車聲音越來(lái)越小B.炮彈迎面飛來(lái),聲音刺耳C.火車向你駛來(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課堂練習(xí)【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)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來(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課堂練習(xí)【典例3】公路巡警開車在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來(lái)時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說(shuō)明那輛轎車的車速()A．高于100km/h B．低于100km/hC．等于100km/h D．無(wú)法確定【正確答案】A課堂練習(xí)【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課堂練習(xí)【典例5】單音源發(fā)生器裝置在小車上，其發(fā)音頻率為f0。圖1中小車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課堂練習(xí)【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f0B．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課堂練習(xí)【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)，她感覺哨聲音調(diào)變低【正確答案】AD課堂練習(xí)【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