高中物理 第十二章 机械波 第5、6节 多普勒效应 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专享VIP免费

第5、6节多普勒效应__惠更斯原理多普勒效应及产生的原因[探新知·基础练]1．多普勒效应(1)音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。(2)多普勒效应：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。2．多普勒效应产生的原因(1)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，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．发生多普勒效应时，波源发出的频率不变。(√)2．多普勒效应说明波源的频率发生变化。(×)3．多普勒效应是指观察者接收到的频率比波源发出的频率大的情况。(×)[释疑难·对点练]多普勒效应的产生(1)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)观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的。①波源和观察者相对静止。观察者接收到的频率等于波源的频率；②波源和观察者有相对运动。观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化。波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。(3)多普勒效应是波的特性，不只是机械波会产生多普勒效应，后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象。[特别提醒]发生多普勒效应是由于波源与观察者发生了相对运动，而与波源到观察者的距离无关。[试身手]1．(多选)下列哪些现象是多普勒效应造成的()A．远去的汽车声音越来越小B．炮弹迎面飞来，声音刺耳C．火车向你驶来时，音调变高，远离你而去时，音调变低D．大风中，远处人的说话声时强时弱解析：选BC声波音调的高低由其频率决定，据多普勒效应，当声源与观察者发生相对运动时，观察者听到的音调会变化，B、C正确；声音的强弱由声波的能量决定，声源越近，声波能量越大，听起来越响亮，但音调不一定变化，A、D项不是由多普勒效应造成的。多普勒效应的应用[探新知·基础练]1．测车辆速度交警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．测血流速度向人体内发射已知频率的超声波，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可得血流速度。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．利用超声波的多普勒效应可以测车辆速度。(√)2．人们可以根据接收到太阳光的频率变小判断太阳离地球远去。(√)3．在医学上，医生根据超声波的多普勒效应测量血流速度。(√)[释疑难·对点练]1．多普勒效应再理解(1)多普勒效应是指观察者所接收到的波的频率与波源频率不同的现象，并不是接收到的波的强度发生变化的现象。(2)发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，是接收者接收到的频率(单位时间内接收到的完整波的个数)发生变化(大于或小于波源频率)。(3)多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距离，而是取决于二者相对速度的大小和方向。2．多普勒效应应用(1)交警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，根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。(2)利用多普勒效应测量恒星相对速度的方法。光波与声波的不同之处在于，光波频率的变化使人感觉到的是颜色的变化。如果恒星远离我们而去，则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移。波源的速度越高，所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。(3)了解血液流动速度，可以通过发射超声波来实现。由于血管内的血液是流动的物体，所以超声波振源与相对运动的血液间就产生多普勒效应。血管向着超声源运动时，反射波...