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1、第十二章第十二章 机械波机械波第七节第七节 多普勒效应多普勒效应2021/8/11 星期三1n现象：当发声物体向你驶来时，感现象：当发声物体向你驶来时，感觉音调变高；当发声物体离你远去觉音调变高；当发声物体离你远去时，感觉音调变低（音调由频率决时，感觉音调变低（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低）定，频率高音调高；频率低音调低）n多普勒效应：由于波源和观察者之多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应变化的现象叫做多普勒效应2021/8/11 星期三2奥地利物理学家多普勒（奥地利物理学家多普勒（18031853）2
2、021/8/11 星期三3二、多普勒效应的成因二、多普勒效应的成因n声源完成一次全振动，向外发出声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察者发出的完全波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间接收接收到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的到的完全波的个数决定的2021/8/11 星期三41 1、当波源和观察者相对介质都静止不、当波源和观察者相对介质都静止
3、不动动.即二者没有相对运动时即二者没有相对运动时单单位位时时间间内内波波源源发发出出几几个个完完全全波波，观观察察者者在在单单位位时时间间内内就就接接收收到到几几个个完完全全波波观观察察者者接接收收到到的的频频率率等等于于波波源源的的频频率率2021/8/11 星期三52 2、波源相对介质不动，观察者朝波源运、波源相对介质不动，观察者朝波源运动时（或观察者不动，波源朝观察者运动动时（或观察者不动，波源朝观察者运动时）时）n观察者在单位观察者在单位时间内接收到时间内接收到的完全波的个的完全波的个数增多，即接数增多，即接收到的频率增收到的频率增大大 2021/8/11 星期三63 3、波源相对介质
4、不动，观察者远离波源、波源相对介质不动，观察者远离波源运动时（或观察者不动，波源远离观察运动时（或观察者不动，波源远离观察者运动时）者运动时）n观察者在单观察者在单位时间内接位时间内接收到的完全收到的完全波的个数减波的个数减少，即接收少，即接收到的频率减到的频率减小小 2021/8/11 星期三7n总总之之：当当波波源源与与观观察察者者有有相相对对运运动动时时，如如果果二二者者相相互互接接近近，观观察察者者接接收收到到的的频频率率增增大大；如如果果二二者者远远离离，观观察察者者接接收收到到的的频频率率减小减小2021/8/11 星期三8 单位时间内观察者数单位时间内观察者数得的人数与实际通过的
5、人得的人数与实际通过的人数相同。数相同。单位时间单位时间内观察者数得内观察者数得的人数变多。的人数变多。单位时间内单位时间内观察者数得的人观察者数得的人数变少。数变少。练习2021/8/11 星期三9注意：注意：1.1.在在多多普普勒勒效效应应中中，波波源源的的频频率率是是不不改改变变的的，只只是是由由于于波波源源和和观观察察者者之之间间有有相相对对运动，观察者感到频率发生了变化运动，观察者感到频率发生了变化2.2.多多普普勒勒效效应应是是波波动动过过程程共共有有的的特特征征，不不仅仅机机械械波波，电电磁磁波波和和光光波波也也会会发发生生多多普普勒效应勒效应 多普勒效应是指由于波源和观察者之间
6、多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，它是奥地利物理学家多普勒化的现象，它是奥地利物理学家多普勒在在18421842年发现的年发现的 2021/8/11 星期三10三、多普勒效应的应用三、多普勒效应的应用1.1.有有经经验验的的铁铁路路工工人人可可以以从从火火车车的的汽汽笛声判断火车的运动方向和快慢笛声判断火车的运动方向和快慢.2.2.2.2.有有经经验验的的战战士士可可以以从从炮炮弹弹飞飞行行时时的的尖尖叫叫声声判判断断飞飞行行的的炮炮弹弹是是接接近近还还是远去是远去.2021/8/11 星期三113.3.由由地地球球
7、上上接接收收到到遥遥远远天天体体发发出出的的光光波波的的频频率率可可以以判判断断遥遥远远天天体体相相对对于于地地球球的运动速度的运动速度.4.4.交交通通警警察察向向行行进进中中的的汽汽车车发发射射一一个个已已知知频频率率的的电电磁磁波波，波波被被运运动动的的汽汽车车反反射射回回来来时时，接接收收到到的的频频率率发发生生变变化化，由此可指示汽车的速度由此可指示汽车的速度.2021/8/11 星期三12多普勒效应的应用多普勒效应的应用2021/8/11 星期三13多多普普勒勒天天气气雷雷达达2021/8/11 星期三14 多普勒颈脑血液测速仪多普勒颈脑血液测速仪2021/8/11 星期三15 多普勒水流测速仪多普勒水流测速仪2021/8/11 星期三16美国美国AH-64“阿帕奇阿帕奇”直升机直升机 多普勒导航系统多普勒导航系统法国幻影法国幻影2000战斗机斗机2021/8/11 星期三17GPSGPS技技术(多普勒多普勒频移移观测法法)2021/8/11 星期三18再再见2021/8/11 星期三192021/8/11 星期三20