新知導(dǎo)入

仔細聽急救車的鳴笛聲，你會發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象：當車從你身邊疾馳而過的時候，鳴笛的音調(diào)會由高變低。這到底是怎么回事？新知導(dǎo)入飛機飛近時，轟鳴聲越來越尖銳；飛機飛遠時，轟鳴聲越來嘶啞。聽聲音的變化（頻率高）（頻率低）列車靠近時，鳴笛聲越來越尖銳；列車遠離時，鳴笛聲越來越低沉。（頻率高）（頻率低）

同一聲音為什么會產(chǎn)生不同的聽覺效果？么呢？1982年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時就注意到了類似上面描述的現(xiàn)象。他經(jīng)過認真的研究，發(fā)現(xiàn)波源與觀察者相互靠近或者相互遠離時，接收到的波的頻率都會發(fā)生變化。人們把這種現(xiàn)象叫作多普勒效應(yīng)。新知講解一、多普勒效應(yīng)演示：蜂鳴器音調(diào)的變化

將一個以電池為電源的蜂鳴器固定在長竹竿的一端，閉合開關(guān)后聽一聽它發(fā)出的聲音。請一位同學(xué)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速轉(zhuǎn)動（圖3.5-1），在幾米之外聽它的聲音有什么變化。圖3.5-1蜂鳴器音調(diào)的變化

要了解多普勒效應(yīng)，可以做如下的模擬實驗。讓一隊人沿路行走，觀察者站在路旁不動，假設(shè)每分鐘有30個人從他身邊通過（圖3.5-2甲），這種情況下的“過人頻率”是30人/分。如果觀察者逆著隊伍行走，每分鐘與觀察者相遇的人數(shù)增加，也就是頻率增加（圖3.5-2乙）；反之，如果觀察者順著隊伍行走，頻率降低。多普勒效應(yīng)圖3.5-2多普勒效應(yīng)的模擬實驗甲乙丙觀察者靜止不動，數(shù)經(jīng)過的隊伍中的人數(shù)，每分鐘假設(shè)有30個人經(jīng)過。這種情況下的“過人頻率”是30人每分。在這個模擬實驗中，人不表示介質(zhì)中的質(zhì)點，只代表傳播中的波峰或波谷，于是“過人頻率”就代表波的頻率。f測=f源v測=0①觀測者靜止當觀察者逆著隊伍行走時，數(shù)經(jīng)過的隊伍中的人數(shù)，每分鐘將大于30個人經(jīng)過。f測>

f源v測→②觀測者靠近波源當觀察者逆著隊伍行走時，數(shù)經(jīng)過的隊伍中的人數(shù)，每分鐘將小于30個人經(jīng)過。f測<

f源v測→③觀測者遠離波源

我們可以這樣理解聲波的多普勒效應(yīng)：當波源與觀察者相對靜止時，1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是一定的，觀察者觀測到的頻率等于波源的頻率；當波源與觀察者相互接近時，1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目增加，觀察者觀測到的頻率增加；反之，當波源與觀察者相互遠離時，觀測到的頻率變小。多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象：①觀察者與波源均相對于介質(zhì)靜止時：②觀察者與波源相互接近時：③觀察者與波源相互遠離時：

多普勒效應(yīng)是波特有的現(xiàn)象：

不僅機械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)的形成原因：

聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)。

而接收者聽到的聲音的音調(diào)，是由接收者接收到的頻率決定的，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。（1）觀察者靠近波源運動（2）觀察者遠離波源運動①波源不動，觀察者相對波源運動②觀察者不動，波源相對觀察者運動（1）波源靠近觀察者運動（2）波源遠離觀察者運動多普勒效應(yīng)中觀測頻率的計算

思考討論

固定在振動片上的金屬絲周期性觸動水面可以形成水波。當振動片在水面上移動時拍得一副如圖3.5-3所示的照片，顯示出此時波的圖樣。有照片是否可知，振動片正在向圖中哪個方向移動？單位時間內(nèi)是水波槽左邊接收完全波個數(shù)多還是右邊接收完全波個數(shù)多？圖3.5-3例題例：公路巡警開車在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個已知頻率的超聲波，如果該超聲波被那輛轎車反射回來時，警車接收到的超聲波頻率比發(fā)出時低，說明那輛轎車的車速（

）A、等于100km/h

B、低于100km/hC、高于100km/h

D、無法確定C新知講解二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用①交通警察利用多普勒效應(yīng)測速。②利于多普勒測速儀測量水在海底的流速，為養(yǎng)殖場尋找合適貝類生長的場所。③醫(yī)療：醫(yī)院里用超聲波，通過測定反射波的頻率變化，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。④用多普勒效應(yīng)測量其它星系向著還是遠離地球運動的速率。⑤應(yīng)用多普勒效應(yīng)還可以跟蹤人造地球衛(wèi)星。⑥軍事應(yīng)用：多譜勒導(dǎo)航儀、脈沖多普勒雷達等?？偨Y(jié)提升多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)現(xiàn)象形成原因多普勒效應(yīng)的應(yīng)用應(yīng)用課堂檢測【練習(xí)1】下面說法中錯誤的是(

)A、發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源的頻率變化了B、多普勒效應(yīng)是波源與觀察者之間有相對運動時產(chǎn)生的C、多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的D、發(fā)生多普勒效應(yīng)時，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化A課堂檢測【練習(xí)2】關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（

）A、只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)B、多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變C、多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的D、多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的D【練習(xí)3】（多選）火車上有一個聲源發(fā)出頻率一定的樂音。當火車靜止時、觀察者也靜止時，觀察者聽到并記住了這個樂音的音調(diào)。以下那種情況中，觀察者聽到這個樂音的音調(diào)比原來高（

）A、觀察者靜止，火車向他駛來B、觀察者靜止，火車離他駛?cè)、火車靜止時，觀察者乘汽車向著火車運動D、火車靜止時，觀察者乘汽車遠離火車運動AC課堂檢測課堂檢測【練習(xí)4】