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1.通過實驗感受多普勒效應。(科學探究)2.初步定性解釋多普勒效應產(chǎn)生的原因。(科學思維)3.了解生活中常見的多普勒效應現(xiàn)象及其應用。(科學態(tài)度與責任)
1.多普勒效應由于波源和觀察者之間有　　　　　　　而使觀察者接收到的波的　　　　發(fā)生變化的現(xiàn)象。它是奧地利科學家　　　　　發(fā)現(xiàn)的。?2.多普勒效應產(chǎn)生的原因(1)波源與觀察者相對靜止時,單位時間內(nèi)觀察者接收到的完整波的個數(shù)是一定的,觀察者接收到的波的頻率　　　　　波源振動的頻率。?(2)波源與觀察者相互靠近時,單位時間內(nèi)觀察者接收到的完整波的個數(shù)　　　　,觀察者接收到的波的頻率　　　　波源的頻率,即接收到的波的頻率　　　　。?(3)波源與觀察者相互遠離時,單位時間內(nèi)觀察者接收到的完整波的個數(shù)　　　　,觀察者接收到的波的頻率　　　　　　波源的頻率,即接收到的波的頻率　　　　。?
3.多普勒效應的應用(1)測量汽車速度:交通警察向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時測量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。(2)測血液流速(彩超):向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度。(3)跟蹤目的物(如導彈、云層):地面檢測站向目的物發(fā)射恒定頻率的電磁波,同時接收其反射波,根據(jù)反射波的頻率變化,就可確定目的物的距離、方位、速度等。
易錯辨析判一判1.產(chǎn)生多普勒效應時,波源的振動頻率并沒有發(fā)生變化。(　　)2.我們在劇場聽演奏會時,聽到的聲音頻率與聲源的頻率是不一致的。(　　)3.人與波源有相對運動時,接收到的頻率一定發(fā)生變化。(　　)4.聲源與觀察者間的距離越近,越容易發(fā)生多普勒效應。(　　)
因為波源和觀察者的距離不變,聽到的聲音頻率與聲源的頻率是一致的。
盡管觀察者與波源有相對運動,但只要兩者距離不變,此時就不會出現(xiàn)多普勒效應。
探究　對多普勒效應的理解
如圖所示,一個電鈴正在P處發(fā)聲(電鈴未畫出),一位女同學坐在秋千上來回擺動。當女同學靠近或遠離P處時,她聽到的聲音有變化嗎?
要點提示 在女同學蕩秋千的過程中,只要她向右運動,根據(jù)多普勒效應,她感覺電鈴聲音調(diào)變高;反之,女同學向左運動時,她感覺電鈴聲音調(diào)變低。
1.多普勒效應是指觀察者所接收到的波的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象,并不是接收到的波的強度發(fā)生變化的現(xiàn)象。2.發(fā)生多普勒效應時,波源的頻率并沒有變化,是接收者接收到的頻率(單位時間內(nèi)接收到的完整波的個數(shù))發(fā)生變化(大于或小于波源頻率)。3.多普勒效應的產(chǎn)生不是取決于波源與觀察者之間的距離大小,而是取決于二者間距離是否變化。
4.波源與觀察者相對位置變化與頻率的關(guān)系
例題 新型列車動車組速度可達487.3 km/h,與該車汽笛聲的音調(diào)相比。(1)站在列車運動前方路旁的觀察者聽起來音調(diào)　　　　(選填“偏高”或“偏低”)。站在列車運動后方路旁的觀察者聽起來音調(diào)　　　　(選填“偏高”或“偏低”)。?(2)迎面來的另一列車上的乘客聽起來音調(diào)怎樣?此時列車汽笛聲的音調(diào)變化了嗎?(3)坐在新型列車動車組上的乘客聽起來音調(diào)怎樣?
解析 (1)站在列車運動前方的觀察者與列車在靠近,因此聽起來音調(diào)偏高;站在列車運動后方的觀察者與列車在遠離,因此聽起來音調(diào)偏低。(2)迎面來的另一列車上的乘客聽起來音調(diào)偏高;此時列車汽笛聲的音調(diào) 不變。(3)坐在新型列車動車組上的乘客與該列車的相對位置不變,故聽起來音調(diào)不變。
規(guī)律方法　多普勒效應的分析方法(1)確定研究對象(波源與觀察者)。(2)確定波源與觀察者是否有相對運動。若有相對運動,能發(fā)生多普勒效應,否則不發(fā)生。(3)判斷:當兩者遠離時,觀察者接收到的波的頻率變小,當兩者靠近時觀察者接收到的波的頻率變大,但波源的頻率不變。
針對訓練(2023遼寧鐵嶺高二模擬改編)關(guān)于多普勒效應,下列說法正確的是(　　)A.若聲源向觀察者靠近,則觀察者接收到的頻率大于聲源發(fā)出聲波的頻率B.發(fā)生多普勒效應時,波源的頻率發(fā)生改變C.當聲源和觀察者同時以相同的速度向同一方向運動時,也會發(fā)生多普勒效應D.只有聲波才有多普勒效應
解析 若聲源向觀察者靠近,則觀察者接收到聲波的頻率大于聲源發(fā)出聲波的頻率,A正確;發(fā)生多普勒效應時,波源的頻率不會發(fā)生改變,B錯誤;當波源與觀察者之間有相對運動時,才會發(fā)生多普勒效應,而聲源和觀察者無相對運動,不會發(fā)生多普勒效應,C錯誤;機械波和電磁波都有多普勒效應,D錯誤。
1.(2023江蘇徐州高二期末)固定在振動片上的金屬絲周期性觸動水面形成水波。當振動片在水面上水平勻速移動時拍得一幅如圖所示的照片,其中A為水面上的質(zhì)點,由照片可知(　　)A.振動片在向左移動B.振動片在向右移動C.A的振動頻率低于振動片的振動頻率D.A的振動頻率等于振動片的振動頻率
解析 根據(jù)水波的波紋可知,左邊形成的波紋比較密,右邊的稀疏,所以振動片是向左側(cè)移動的,A正確,B錯誤;單位時間內(nèi)在A質(zhì)點接收到的完全波個數(shù)比振動片所發(fā)出的完整波的個數(shù)多,所以A的振動頻率大于振動片的振動頻率,C、D錯誤。
2.在下列現(xiàn)象中,不能用多普勒效應解釋的是(　　)A.醫(yī)生用超聲波檢查血流情況的“彩超”B.觀察者聽到的遠去的列車發(fā)出的汽笛聲,音調(diào)會變低C.測量星球上發(fā)出的光波頻率與地球上的同種元素靜止時的發(fā)光頻率進行比較,判斷星球的靠近或遠離D.雷雨天看到閃電后,稍過一會兒才能聽到雷聲
解析 彩超是利用聲波的多普勒效應,故A正確;由于多普勒效應,觀察者聽到汽笛聲音調(diào)變低,故B正確;測量星球上發(fā)出的光波頻率與地球上的同種元素靜止時的發(fā)光頻率,可以根據(jù)多普勒效應判斷星球靠近或遠離,故C正確;先看到閃電后聽到雷聲是因為光的傳播速度大于聲音的傳播速度,故D錯誤。

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第4節(jié) 多普勒效應及其應用

版本： 魯科版 (2019)

年級： 選擇性必修 第一冊

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