高中物理 第12章 5 多普勒效应 6 惠更斯原理学案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP免费

5多普勒效应6惠更斯原理[学习目标]1.理解什么是多普勒效应．了解多普勒效应的应用．(重点)2.了解波面和波线的概念.3.掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反射和折射现象．(难点)4.知道波反射和折射的规律．(重点)一、多普勒效应及其应用1．多普勒效应由于波源与观察者之间有相对运动，使观察者感到频率改变的现象．2．多普勒效应产生的原因(1)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率变大．(2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小．3．多普勒效应的应用(1)测量汽车速度交通警车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，可得星球的速度．(3)测血液流速向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血液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．二、波面和波线惠更斯原理1．波面：在波的传播过程中，任一时刻振动状态都相同的介质质点所组成的面．2．波线：与波面垂直指向传播方向的直线，如图所示．3．波的分类(1)球面波：波面是球面的波．(2)平面波：波面是平面的波．4．惠更斯原理(1)内容介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面．(2)现象解释只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的强度．无法说明衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系．三、波的反射和折射1．反射现象波遇到介质界面会返回来继续传播的现象．2．折射现象波从一种介质射入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定会发生多普勒效应．(×)(2)火车的音调越来越高，说明火车正从远处靠近观察者．(√)(3)波面一定与波线垂直．(√)(4)波的传播方向与波面平行．(×)(5)入射波的波线与界面的夹角叫入射角．(×)2．下面说法中正确的是()A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化C．多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时产生的D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的E．多普勒效应是牛顿首先发现的BCD[当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，选项C正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故选项A错误，选项B正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，选项D正确．]3．下列说法中正确的是()A．惠更斯原理能解释波的衍射现象B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波E．横波和纵波都能形成球面波[答案]ABE多普勒效应及其应用1．多普勒效应的成因发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动．2．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，如图所示f波源＝f观察者，音调不变波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源＞f观察者，音调变低观察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示f波源＜f观察者，音调变高【例1】公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低．(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，则该轿车是否超速？(3)若该轿车以20m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？[解析](1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应，选项C正确．(2)因巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该轿车超速．(3)若该轿车以20m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多...