《多普勒效应》ppt课件（23页）.ppt

1、次声波的特点：次声波由于频率小,故波长较长,易发生衍射,传播距离较远。 * §12.5 多普勒效应 生活中的特殊现象 列车靠近时，鸣笛声越来越尖锐；列车远离时，鸣笛声越来越低吟。是不是列车的扩音器的频率本身发生了变化？ 多普勒效应(Doppler effect) 1、现象(1842年发现)：当汽车向你驶来时，感觉音调变高；当汽车离你远去时，感觉音调变低。 3、多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。 2、音调：由频率决定，频率越高音调越高，频率越低音调越低。 注意：频率由波源决定，实际频率并没有变化。 多普勒效应模拟 1、观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过。 v测 2、当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过。 v测 v测=0 3、当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。 一、波源不动，而观察者以速度　　相对于介质运动 单位时间内波源发出几个完全波，观察者在单位时间内就接收到几个完全波，故观察者接收到的频率等于波源的频率。 1、波源和观察者没有相对运动时 多普勒效应的成因 2、观察者朝波源运动时 观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大。 3、观察者远离波源运动时 观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减少。 二 观察者不动，波源相对介质以速度 运动 水波的多普勒效应（波源向右运动） 观察者感觉到波变得密集，即波长减小，接收到的频率增大。 观察者感到波变得稀疏，即波长增大，接收到的频率减少。 1、波源朝观察者运动时 2、波源远离观察者运动时 多普勒效应的成因 1、当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。 2、在观察者运动的情况下，引起观察者接收频率的改变，是由于观测到的波的速度发生改变（波的波长不变）。 3、在波源运动的情况下，引起观察者接收频率的改变，是由于观测到的波的波长发生改变（波的速度不变）。 多普勒效应 究竟运动和频率的关系如何？ 波源的频率 观察者接收频率 观察者静止 波源静止 观察者静止 波源远离观察者运动 观察者静止 波源朝着观察者运动 观察者远离波源运动 波源静止 观察者朝着波源运动 波源静止 频率的关系 观察者运动情况 波源的运动情况 ★ ★ ★ ★ ★ 等于 大于 大于 小于 小于 1）观察者朝波源运动 2）观察者离波源运动 1、波源不动，观察者相对波源运动 多普勒效应中观测频率的计算 2、观察者不动，波源相对观察者运动 1）波源朝观察者运动 2）波源离观察者运动 多普勒效应是波动过程共有的特征，一切波（如电磁波和光波）都能发生多普勒效应。 应用1、雷达测速仪：交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度。 多普勒效应的应用 应用2、有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢；有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去。 应用3、用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率。 宇宙中的星球都在不停地运动．测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后跟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。 应用4、临床上应用：彩色多普勒超声诊断系统 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．这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。 多普勒效应的应用 应用5、军事应用(E-3“望楼” 预警机) 脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪 多普勒效应的应用 2、次声波的应用：通过次声波探知几千千米外的核武器试验和导弹的发射，或预报破坏性很大的海啸、台风。 次声波 3、次声波对人体的影响 1）次声波1-3Hz：可以使人产生恐惧，地震前动物的不安，也是这个频率的次声波引起； 2）次声波3-6Hz：能使人精神失常，失去理智； 3）次声波8-12Hz：可以使人思维集中，增强记忆力； 4）太强的次声波将使人感到烦躁、耳鸣、头痛、恶心和心悸，人的晕船和晕车就是由于机械振动、空气和海浪摩擦发生的次声波引起；特别强的次声波还会使人四肢麻木、耳聋、鼻孔出血、内脏破裂，直至死亡。 超声波 1、超声波的能量很大：理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体的振动能量跟振动频率的二次方成正比。超声波的频率很高，因而能量很大。 2、超声波沿直线传