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1、10.5 10.5 多普勒效应多普勒效应因波源或接收器相对与介质运动,而使接收器接收到的波的因波源或接收器相对与介质运动,而使接收器接收到的波的频率发生变化的现象称为频率发生变化的现象称为多普勒效应多普勒效应。一、一、波源不动,接收器以速度波源不动,接收器以速度 相对介质运动相对介质运动二、二、接收器不动,波源以速度接收器不动,波源以速度 相对介质运动相对介质运动接收器接受的频率接收器接受的频率大于大于波源的频率波源的频率接收器接受的频率接收器接受的频率小于小于波源的频率波源的频率三、三、波源与接收器同时相对介质运动波源与接收器同时相对介质运动波源和接收器波源和接收器相向运动相向运动当波源和接
2、收器当波源和接收器彼此离开彼此离开不论是波源运动还是接收器不论是波源运动还是接收器运动,或是两者同时运动,运动,或是两者同时运动,只要观察者和波源是相互靠只要观察者和波源是相互靠近,接收器接受的频率就高近,接收器接受的频率就高于波源频率;只要两者相互于波源频率;只要两者相互远离,观察者接受到的频率远离,观察者接受到的频率就低于波源频率。就低于波源频率。结论结论一一.波动的基本概念波动的基本概念横波和纵波横波和纵波介质质点的振动方向与波传播方向介质质点的振动方向与波传播方向相互垂直相互垂直的波;的波;如柔绳上传播的波。如柔绳上传播的波。介质质点的介质质点的振动方向和波传播方向振动方向和波传播方向
3、相互平行相互平行的波;的波;如空气中传播的声波。如空气中传播的声波。纵波:纵波:横波:横波:波长波长 频率频率 波速波速波动方程的建立波动方程的建立二二.平面简谐波的波动方程平面简谐波的波动方程简谐振动简谐振动yxxP PO O 振动从振动从O O点传到点传到P P点的时间为点的时间为表明表明P P点处的振动相位就是点处的振动相位就是O O点处在点处在 时刻的振动相位时刻的振动相位即即O O点振动相位为点振动相位为 时时,P P点处振动相位点处振动相位所以所以P P点在点在t t时刻位移为时刻位移为三三.波动的能量波动的能量体积元总能量体积元总能量四四.惠更斯原理惠更斯原理 在波动传播过程中,
4、介质中波动传播到的各点都可在波动传播过程中,介质中波动传播到的各点都可看作是发射子波的波源,在其后任一时刻,这些子波的看作是发射子波的波源,在其后任一时刻,这些子波的包络面就是新的波前。这就是包络面就是新的波前。这就是惠更斯原理惠更斯原理。五五.波的衍射波的衍射波在传播过程中遇到障碍物时,波在传播过程中遇到障碍物时,能够绕过障碍物的边缘,传播能够绕过障碍物的边缘,传播方向发生偏折的现象称方向发生偏折的现象称为波的衍射。为波的衍射。六六.波的叠加原理波的叠加原理波传播的独立性波传播的独立性叠加原理叠加原理七七.波的干涉波的干涉当两列(或多列)波叠加时,其合振动的振幅当两列(或多列)波叠加时,其合
5、振动的振幅 A 和合和合强度强度 I 将在空间形成一种稳定的分布,即某些点上的将在空间形成一种稳定的分布,即某些点上的振振动始终加强动始终加强,某些点上的,某些点上的振动始终减弱振动始终减弱的现象。的现象。八八.驻波驻波由振幅、频率和传播速度都相同的两列相干波,在同一直线上由振幅、频率和传播速度都相同的两列相干波,在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成的一种特殊的干涉现象。沿相反方向传播时叠加而成的一种特殊的干涉现象。九九.多普勒效应多普勒效应因波源或接收器相对与介质运动,而使接收器接收到的波的因波源或接收器相对与介质运动,而使接收器接收到的波的频率发生变化的现象称为频率发生变化的现象称为多普勒
6、效应多普勒效应。1.1.波源不动,接收器以速度波源不动,接收器以速度 相对介质运动相对介质运动2.2.接收器不动,波源以速度接收器不动,波源以速度 相对介质运动相对介质运动3.3.波源与接收器同时相对介质运动波源与接收器同时相对介质运动上页上页下页下页 一一.等体过程等体过程等体过程等体过程V一定一定PVOP-V图图上对应一直线上对应一直线过程方程过程方程特点特点(P2,V1,T2)(P1,V1,T1)V1等体摩尔热容等体摩尔热容上页上页下页下页PVOP-V图图 上对应一直线上对应一直线过程方程过程方程1212 系统做正功系统做正功 Q021 系统做负功系统做负功 Q0 二二.等压过程等压过程
7、 P一定一定V1V2P上页上页下页下页迈耶公式迈耶公式:等压摩尔热容:等压摩尔热容比热容比比热容比上页上页下页下页三三.等温过程等温过程T一定一定P-V图图上对应一曲线上对应一曲线PVO过程方程过程方程V1V212上页上页下页下页例例5.1质量为质量为 ,温度为,温度为300K,压强为,压强为1atm的氮的氮气,等压膨胀至原来体积的二倍。求氮气气,等压膨胀至原来体积的二倍。求氮气 对外对外所做的功;内能的增量以及吸收的热量。所做的功;内能的增量以及吸收的热量。解解 根据根据等压过程方程,有等压过程方程,有因为是双原子气体因为是双原子气体上页上页下页下页例例 5.2容器内储有氧气容器内储有氧气 ,温度为,温度为300K,等等 温膨胀为原来体积的温膨胀为原来体积的 二倍,求体对外所做二倍,求体对外所做的功和吸收的热量。的功和吸收的热量。解解在本题中,已知氧气的质量在本题中,已知氧气的质量氧的摩尔质量,则氧氧的摩尔质量,则氧气中包含的摩尔数气中包含的摩尔数并已知温并已知温T=300K和和上页上页下页下页氧气在等温过程中吸收的热量为氧气在等温过程中吸收的热量为 上页上页下页下页1.等体过程等体过程V一定一定2.等压过程等压过程 P一定一定3.等温过程等温过程T一定一定