高中物理 第十二章 机械波 第5节 多普勒效应学案 新人教版选修3-4-新人教版高中选修3-4物理学案VIP专享VIP免费

第5节多普勒效应1．了解多普勒效应，初步理解多普勒效应的产生原因。2．能运用多普勒效应解释一些物理现象，了解多普勒效应的应用。一、多普勒效应当波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的□波的频率都会发生变化的现象。二、多普勒效应产生的原因1．当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是□一定的，观察者观测到的频率□等于波源振动的频率。2．当波源与观察者相互靠近时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目□增加，观测到的频率□增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观测到的频率□变小。三、多普勒效应的应用1．测车辆速度：交通警察向行进中的车辆发射□频率已知的超声波，同时测量□反射波的频率，根据反射波频率□变化的多少就能知道车辆的速度。2．测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的□频率，然后与地球上这些元素□静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。3．测血流速度：医生向人体内发射□频率已知的超声波，超声波被血管中的血流□反射后又被仪器接收，测出反射波的□频率变化，就能知道血流的速度。判一判(1)发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化。()(2)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。()(3)只有横波才能发生多普勒效应。()(4)只有声波才能发生多普勒效应。()(5)当发生多普勒效应时，观察者接收到的波的频率可能增大，也可能减小。()提示：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√想一想炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，声波频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低。课堂任务多普勒效应的理解及应用1．波源频率、接收频率和音调(1)波源频率：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。(2)接收频率①波源和观察者相对静止时，观察者接收到的波的频率等于波源的频率。②波源和观察者有相对运动时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即接收到的波的频率发生变化。波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的波的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的波的频率减小。(3)音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的声波的频率，即单位时间内接收到的声波的完全波个数决定的。2．多普勒效应成因分析(1)相对位置变化与频率的关系(规律)相对位置图示结论波源S和观察者A相对静止f波源＝f观察者波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者；若远离波源，由A→C，则f波源＞f观察者观察者A不动，波源S运动，由S→S2f波源＜f观察者(2)成因归纳：根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动。3．多普勒效应的应用(1)测车辆速度：交通警察向行进中的车辆发射一个已知频率的超声波，波被运动的车辆反射回来时，交通警察根据反射波频率变化的多少可知车辆的速度。(2)测天体速度：根据光波的多普勒效应，在地球上接收到的遥远天体上某些元素发出的光波频率，与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可以判断遥远天体相对地球的运动速度。(3)医用“彩超”：医生向人体发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收。测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，据此诊断疾病。(4)听音辨向：可根据火车汽笛的音调的变化判断火车是进站还是出站；根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹飞行的方向等。例公路巡警车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，巡警车向前方在同一车道上的一辆轿车发出一束已知频率的电磁波，结果该电磁波被此辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低。(1)此现象属于()A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效应D．波的反射(2)若该路段限速为100km/h，则轿车是否超速？(3)若轿车以20m/s的速度行进，反射回的电磁波频率应怎样变...