《多普勒效應(yīng)》小實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：音調(diào)的高低與振動的快慢有關(guān)音調(diào)高振動頻率快音調(diào)低振動頻率慢溫故而知新同學(xué)們把手放在喉嚨，發(fā)出一個高音和一個低音感受一下思考與討論

當(dāng)奔馳的列車向你駛來，并經(jīng)過你的身旁，而后又離開你駛向遠(yuǎn)方，在這一過程中，你有沒有注意到你耳朵中聽到的列車的鳴笛聲有什么特殊的現(xiàn)象？生活中的特殊現(xiàn)象

音調(diào)由頻率決定,音調(diào)高頻率高;音調(diào)低頻率低

列車靠近時，鳴笛聲越來越尖銳；列車遠(yuǎn)離時，鳴笛聲越來越低吟。是不是列車的擴(kuò)音器的頻率本身發(fā)生了變化？生活中的特殊現(xiàn)象

飛機(jī)飛近時，轟鳴聲越來越尖銳；飛機(jī)飛遠(yuǎn)時，轟鳴聲越來嘶啞。是不是飛機(jī)的轟鳴聲的頻率本身也發(fā)生了變化？發(fā)射頻率接收頻率

人耳聽到的聲音的頻率與聲源的頻率相同嗎？討論多普勒效應(yīng)(Dopplereffect)1、現(xiàn)象(1842年發(fā)現(xiàn))：當(dāng)汽車向你駛來時，感覺音調(diào)變高；當(dāng)汽車離你遠(yuǎn)去時，感覺音調(diào)變低。2、多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。注意：頻率由聲源決定，實(shí)際頻率并沒有變化。奧地利物理學(xué)家多普勒（1803——1853）多普勒效應(yīng)是指由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，它是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的．

多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

用手機(jī)錄制一段蜂鳴聲，將手機(jī)固定在一長竹桿的一端，然后用竹桿將手機(jī)舉起，點(diǎn)擊音頻播放，并在頭上快速旋轉(zhuǎn)，即可感受多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)模擬1、觀察者靜止不動，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘假設(shè)有30個人經(jīng)過。v測2、當(dāng)觀察者逆著隊(duì)伍行走時，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將大于30個人經(jīng)過。v測v測=03、當(dāng)觀察者與隊(duì)伍同向行走且速度比隊(duì)伍的小時，數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù)，每分鐘將小于30個人經(jīng)過。

1.當(dāng)波源和觀察者都靜止不動，即二者沒有相對運(yùn)動時。

單位時間內(nèi)波源發(fā)出幾個完全波，觀察者在單位時間內(nèi)就接收到幾個完全波，故觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。2.當(dāng)觀察者與波源相向運(yùn)動時

觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，即觀察者接收到的頻率增大。

觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少，感到波變得稀疏，即波長增大，接收到的頻率減少。3.當(dāng)觀察者與波源相互遠(yuǎn)離時多普勒成因?qū)嶒?yàn)演示多普勒效應(yīng)的成因1、觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是觀察者接收到的頻率，即單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)。2、由于相對運(yùn)動，聲源的頻率沒有變化，而是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。

當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動時，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小二、多普勒效應(yīng)的成因2.多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)注意：1.在多普勒效應(yīng)中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，觀察者感到頻率發(fā)生了變化雷達(dá)測速儀多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒天氣雷達(dá)以多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)，可以測定散射體相對于雷達(dá)的速度，在一定條件下反演出大氣風(fēng)場、氣流垂直速度的分布以及湍流情況等多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒效應(yīng)觀測宇宙紅移或藍(lán)移多普勒效應(yīng)的應(yīng)用彩色多普勒診斷系統(tǒng)軍事應(yīng)用脈沖多普勒雷達(dá)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用美國AH-64“阿帕奇”直升機(jī)

多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)法國幻影2000戰(zhàn)斗機(jī)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用科學(xué)漫步1、可聞聲波：人耳能聽到的聲波，其頻率范圍大致在20Hz-20000Hz之間。2、次聲波：頻率低于20Hz的聲波。不能引起人類聽覺器官的感覺。3、超聲波：頻率高于20000Hz的聲波。不能引起人類聽覺器官的感覺。特點(diǎn)：頻率低，但是響度不一定小次聲波火山爆發(fā)、地震、臺風(fēng)、海嘯等都會產(chǎn)生次聲波火箭發(fā)射、飛機(jī)起飛、火車啟動等也會產(chǎn)生次聲波次聲波危害：次聲波會干擾人的神經(jīng)系統(tǒng)正常功能，危害人體健康。一定強(qiáng)度的次聲波，能使人頭暈、惡心、嘔吐、喪失平衡感甚至精神沮喪。有人認(rèn)為，暈車、暈船就是車、船在運(yùn)行時伴生的次聲波引起的。超聲波1、超聲波的能量大：超聲波的頻率很高，能量很大。2、超聲波沿直線傳播：因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL很短，不易繞過障礙物發(fā)生衍射現(xiàn)象，故超聲波基本上沿直線傳播。應(yīng)用1、超聲波加濕器的基本原理：利用超聲波的劇烈振動可以把普通水“打碎”成直徑僅為幾微米的小水珠，變成霧氣噴散到房間的空氣中，增大房間中空氣的濕度超聲波超聲波應(yīng)用2、超聲波霧化器：超聲波還可以把藥物擊碎成微粒和空氣混合形成“藥霧”，病人吸入后，可以治療肺部和氣管類疾病，如咽喉炎和氣管炎。應(yīng)用3、治療各種結(jié)石疾病：利用超聲波的巨大能量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎。應(yīng)用4、按摩療效：利用超聲波作用于人體時。機(jī)體細(xì)胞受到振蕩和刺激，可起按摩作用，治療神經(jīng)痛等疾患。應(yīng)用5、用超聲波消毒滅菌也是有效的。例如用超聲波來給牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法對營養(yǎng)成分的破壞超聲波應(yīng)用6、超聲波探傷：由于超聲波的穿透能力很強(qiáng)，可以制成超聲波探傷儀，用來探查金屬、陶瓷、混凝土制品，甚至水庫大壩，檢查內(nèi)部是否有氣泡、空洞和裂紋等缺陷。應(yīng)用7、B超：就是利用超聲波的發(fā)射，來探查人體內(nèi)部的各種器官、組織等有無異常，還可以確定腫瘤的有無、位置和大小等等．超聲波應(yīng)用8、利用超聲波清洗污垢：金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事，但如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈。應(yīng)用9、聲吶：超聲波在水中傳播的距離要比光波和無線電波遠(yuǎn)得多。水聲測位儀就是根據(jù)超聲波的這種特性制成的裝置，這種裝置既能發(fā)出短促的超聲波脈沖．又能接收被潛艇、魚群或海底反射回來的超聲波，根據(jù)反射波滯后的時間和波速，就可以確定潛艇、魚群的位置或海水深度1、關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（）A．多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的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)是由于波源與觀察者之間有相對運(yùn)動而產(chǎn)生的D．只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)2、當(dāng)火車進(jìn)站鳴笛時，我們可聽到的聲調(diào)（）A．變高B．不變高C．越來越沉D．不知聲速和火車車速，不能判斷CA課后練習(xí)3、海豚具有完善的發(fā)射和接收超聲波器官，在一些重要性能上，如確定方位的靈敏度，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)代的無線電定位系統(tǒng)，它發(fā)射的波比無線電的微波（）A、速度快，方向性好B、頻率高，抗干擾能力強(qiáng)C、波長小，傳播距離遠(yuǎn)D、在介質(zhì)中衰減小，傳播距離遠(yuǎn)D課后練習(xí)課后練習(xí)4、以速度u=20m/s奔馳的火車,鳴笛聲頻率為275Hz,已知常溫下空氣中的聲速v=340m/s。⑴當(dāng)火車駛來時,站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？⑵當(dāng)火車駛?cè)r,站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？292Hz260Hz5、一個觀察者在鐵路附近，當(dāng)火車駛近時，他聽到的汽笛聲頻率為f1=440Hz，當(dāng)火車駛遠(yuǎn)時，他聽到的頻率為f2=392Hz，在大氣中聲音速度為330m/s，求火車的速度？19m/s[自主閱讀]1.多普勒效應(yīng)波源與觀察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時,接收到的波的頻率都會發(fā)生變化的現(xiàn)象。2.多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因波源與觀察者之間的相互靠近或者相互遠(yuǎn)離。3.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用(1)測量汽車速度:交通警察向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時測量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。(2)測血液流速(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流反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度。(3)測星球速度:測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發(fā)光的頻率對照,就可以算出星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度。[自我檢測]1.正誤判斷(1)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時,波源的振動頻率并沒有發(fā)生變化。(

)答案

√(2)我們在劇場聽演唱會時,聽到的聲音頻率與聲源的頻率是不一致的。(

)解析

因?yàn)椴ㄔ春陀^察者的距離不變,聽到的聲音頻率與聲源的頻率是一致的。答案

×(3)人與波源有相對運(yùn)動時,接收到的頻率一定發(fā)生變化。(

)解析

盡管觀察者與波源有相對運(yùn)動,但只要兩者距離不變,此時就不會出現(xiàn)多普勒效應(yīng)。答案

×(4)聲源與觀察者間的距離越近,越容易發(fā)生多普勒效應(yīng)。(

)答案

×(5)只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)。(

)答案

×2.(多選)下面說法中正確的是(

)A.發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源的頻率變化了B.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C.多普勒效應(yīng)是波源與觀察者之間有相對運(yùn)動時產(chǎn)生的D.只要觀察者運(yùn)動就會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)解析

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,而波源的頻率并沒有改變,故選項(xiàng)A錯誤,選項(xiàng)B正確,當(dāng)波源與觀察者之間有相對運(yùn)動時會發(fā)生多普勒效應(yīng),選項(xiàng)C正確,D錯誤。答案

BC課堂篇探究學(xué)習(xí)問題一多普勒效應(yīng)的理解[情境探究]觀察者靜止不動,數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù),每分鐘有30個人經(jīng)過。(1)當(dāng)觀察者逆著隊(duì)伍行走時,數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù),每分鐘將有

(選填“大于”“小于”或“等于”)30個人經(jīng)過。

(2)當(dāng)觀察者與隊(duì)伍同向行走且速度比隊(duì)伍的小時,數(shù)經(jīng)過的隊(duì)伍中的人數(shù),每分鐘將有

(選填“大于”“小于”或“等于”)30個人經(jīng)過。

要點(diǎn)提示

(1)大于

(2)小于

[知識歸納]1.多普勒效應(yīng)是指觀察者所接收到的波的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象,并不是接收到的波的強(qiáng)度發(fā)生變化的現(xiàn)象。2.發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源的頻率并沒有變化,是接收者接收到的頻率(單位時間內(nèi)接收到的完整波的個數(shù))發(fā)生變化(大于或小于波源頻率)。3.多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生不是取決于波源與觀察者之間的距離大小,而是取決于二者間距離是否變化。4.波源與觀察者相對位置變化與頻率的關(guān)系

相對位置圖

示結(jié)

論波源S和觀察者A相對靜止不動,如圖所示

f波源=f觀察者,音調(diào)不變波源S不動,觀察者A運(yùn)動,由A向B或由A向C,如圖所示

①若靠近波源,由A向B,則f波源<f觀察者,音調(diào)變高;②若遠(yuǎn)離波源,由A向C,則f波源>f觀察者,音調(diào)變低相對位置圖

示結(jié)

論觀察者A不動,波源S運(yùn)動,由S向S1,如圖所示

f波源<f觀察者,音調(diào)變高5.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用(1)超聲波測速交通警察向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時測量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。(2)醫(yī)用“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流反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化,就可算出血流的速度。(3)判斷火車的運(yùn)動方向火車駛來時,由于多普勒效應(yīng),聽到的汽笛聲調(diào)比較高,感覺到尖銳刺耳;火車遠(yuǎn)離時,聽到的汽笛聲調(diào)較低,聽起來較為低沉。(4)測星球速度測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發(fā)光的頻率對照,可算出星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度。[典例剖析]例題新型列車動車組速度可達(dá)487.3km/h,與該車汽笛聲的音調(diào)相比。(1)站在車運(yùn)動前方路旁的觀察者聽起來音調(diào)

(選填“偏高”或“偏低”)。站在車運(yùn)動后方路旁的觀察者聽起來音調(diào)

(選填“偏高”或“偏低”)。

(2)迎面來的另一列車上的乘客聽起來音調(diào)怎樣?此時列車汽笛聲的音調(diào)變化了嗎?(3)坐在新型列車動車組上的乘客聽起來音調(diào)怎樣?解析

(1)站在車運(yùn)動前方的觀