大學物理多普勒效應(yīng)課堂PPT

1、第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版1發(fā)射頻率發(fā)射頻率s接收頻率接收頻率 人耳聽到的聲音的頻率與聲源的頻率人耳聽到的聲音的頻率與聲源的頻率一定相同嗎？一定相同嗎？s?討論討論第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版2一一 波源不動波源不動, ,觀察者相對介質(zhì)以觀察者相對介質(zhì)以 運動運動0v第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版3 接收頻率接收頻率單位時間內(nèi)觀測者接收到單位時間內(nèi)觀測者接收到的振動次數(shù)或完整波數(shù)的振動次數(shù)或完整波數(shù).只有波源與觀察者相對靜

2、止時才相等只有波源與觀察者相對靜止時才相等.發(fā)射頻率發(fā)射頻率s接收頻率接收頻率s?第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版4觀察者接收的頻率觀察者接收的頻率 uu0v觀察者觀察者向向波源運動波源運動觀察者觀察者遠離遠離波源運動波源運動uu0v第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版5二二 觀察者不動觀察者不動, ,波源相對介質(zhì)以波源相對介質(zhì)以 運動運動sv第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版6bas stsvutuuttbsvsvvuututs1第十章第

3、十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版7svuu波源波源向向觀察者運動觀察者運動觀察者接收的頻率觀察者接收的頻率 波源波源遠離遠離觀察者運動觀察者運動svuubas stsv第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版8三三 波源與觀察者同時相對介質(zhì)運動波源與觀察者同時相對介質(zhì)運動),(0svvs0vvuu 0v觀察者觀察者向向波源運動波源運動 + + ，遠離遠離 - - 波源波源向向觀察者運動觀察者運動 - - ，遠離遠離 + + sv第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第

4、五版第五版9若波源與觀察者不沿二者連線運動若波源與觀察者不沿二者連線運動ovsvovsvs0vvuu 第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版10 當當 時，所有波前將聚集在一個時，所有波前將聚集在一個圓錐面上，波的能量高度集中形成圓錐面上，波的能量高度集中形成沖擊波沖擊波或或激波激波，如核爆炸、超音速飛行等，如核爆炸、超音速飛行等.usvtsv1p2put第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版11( (5) )衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)等衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)等. .( (1) )交通上測量車速；交通上測量車速；( (2)

5、 )醫(yī)學上用于測量血流速度；醫(yī)學上用于測量血流速度；( (3) )天文學家利用電磁波紅移說明大爆炸理論；天文學家利用電磁波紅移說明大爆炸理論；( (4) )用于貴重物品、機密室的防盜系統(tǒng)；用于貴重物品、機密室的防盜系統(tǒng)；多普勒效應(yīng)的應(yīng)用多普勒效應(yīng)的應(yīng)用第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版12 例例1 a、b 為兩個汽笛，其頻率皆為為兩個汽笛，其頻率皆為500 hz，a 靜止靜止，b 以以 的速率向右運動的速率向右運動. 在兩個汽笛之間有一觀察者在兩個汽笛之間有一觀察者o，以，以 的的速度也向右運動速度也向右運動. . 已知空氣中的聲速已知空氣中

6、的聲速為為 , ,求：求：( (1) )觀察者聽到來自觀察者聽到來自a的頻率；的頻率；( (2) )觀察者聽到來自觀察者聽到來自b的頻率；的頻率；( (3) )觀察者聽到的拍頻觀察者聽到的拍頻.aobovsbv1sm601sm301sm330第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版13s0vvuu ( (1) )已知已知hz5 .45450033030330解解 -1sbsa-1sm60, 0,sm330vvuaobovsbv第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版14hz5 .461500603303

7、0330 ( (3) ) 觀察者聽到的拍頻觀察者聽到的拍頻hz7 ( (2) ) 觀察者聽到來自觀察者聽到來自b 的頻率的頻率aobovsbv第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版15 例例2 利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測車速，固定波利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測車速，固定波源發(fā)出頻率為源發(fā)出頻率為 的超聲波，當汽車向的超聲波，當汽車向波源行駛時，與波源安裝在一起的接收器接收波源行駛時，與波源安裝在一起的接收器接收到從汽車反射回來的波的頻率為到從汽車反射回來的波的頻率為 .已知空氣中的聲速已知空氣中的聲速 ， 求求車速車速. khz100khz1101sm330u0v

8、第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版16 解解 ( (1) )車為接收器車為接收器uu0v車速車速1s0hkm8 .56uvv( (2) )車為波源車為波源svuus0vvuu0v第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版17 例例3 利用多普勒效應(yīng)測飛行的高度利用多普勒效應(yīng)測飛行的高度. 飛飛機在上空以速度機在上空以速度 沿水平直線飛沿水平直線飛行行, , 發(fā)出頻率為發(fā)出頻率為 的聲波的聲波 . 當飛當飛機越過靜止于地面的觀察者上空時機越過靜止于地面的觀察者上空時， 觀察者觀察者在在4s 內(nèi)測出的頻

9、率由內(nèi)測出的頻率由 降為降為 . 已知聲波在空氣中的速度為已知聲波在空氣中的速度為 . 試求飛機的飛行高度試求飛機的飛行高度h.1ssm200vhz00020hz40021hz600121sm330u第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版18解解 如圖，飛機在如圖，飛機在4s內(nèi)經(jīng)過的距離為內(nèi)經(jīng)過的距離為abcossvvaccossvvbc1ssm200vhz00020hz40021hz600121sm330u已知已知求求h)cot(cotshtabvhab)(sv第十章第十章 波動波動10-6 10-6 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)物理學物理學第五版第五版19275. 0coss101u413. 0coss220um1008. 1cos1coscos1coscotcot322sstth0s0ac1cosvvuuuu0s0bc2cosvvuuuu第十章第十章 波動波動物理學物理學第五版第五版2010-2 10-2 平面簡諧波的波函數(shù)