3.4多普勒效应及其应用(教学课件）(共31张PPT)——高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 第三章 机械波 第四节 多普勒效应及其应用 新课导入 你是否注意过这样的现象？当救护车鸣笛从你身边飞速驶过时，听到的鸣笛声的音调会发生变化。救护车向你驶来时，音调变高；离你而去时，音调变低。听到的声音的音调为什么会发生变化？ 多普勒效应 情境导入 飞机飞近时，轰鸣声越来越尖锐 飞机飞远时，轰鸣声越来越低沉 听飞机声音的变化 列车靠近时，鸣笛声越来越尖锐 列车远离时，鸣笛声越来越低沉 听列车声音的变化 新课讲解 多普勒效应 现象：当火车向你驶来时，感觉音调变高；当火车离你远去时，感觉音调变低。（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低） 多普勒效应：当波源和观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应. 1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时就注意到了上面描述的现象 问题：为何有这样的现象？ 实验探究 多普勒效应 用蜂鸣器等器材制作一个发声装置，可演示多普勒效应。为了保证安全，可将发声装置装入网球中，用结实的绳子捆绑好并在室外进行实验。 甲同学站在某位置，手持系有发声装置的绳子一端，使发声装置在头顶上空快速转动。此时，乙同学站在离甲同学几米之外的位置上静止不动。甲、乙两同学听到蜂鸣器发出的声音音调有什么变化 当甲同学听到音调不变化， 乙同学听到音调变化 蜂鸣器 新课讲解 ①波源振动频率f： ②观测者接收的频率f ′ : 几个基本概念 究竟波源的频率和观测者接收到的频率关系如何？ 波源每进行一次全振动，就向外发出一个波，称为一个完全波，波源的频率就等于单位时间内发出的波的个数。 单位时间内观测者接收的完整波的个数。它决定了观察者听到的声音的音调。 实验探究 模拟多普勒效应 为了进一步理解多普勒效应，可做这样一个模拟实验(图3-40):让一队人沿街行走，当观察者站在街旁不动时，每秒钟有三个人从他身边经过。 这种情况下，观察者接收到的“频率”是每秒三人，如果观察者逆着队伍前进方向行走，那么每秒内与观察者相遇的人数就会增加，也就是观察者接收到的“频率”增大。 点击播放视频 新课讲解 模拟多普勒效应 新课讲解 （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。 f ′ = f （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。 f ′ > f （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。 f ′ < f 模拟多普勒效应 新课讲解 多普勒效应产生的原因 0 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 波源发出 观察者接收 结论一 波源的频率一定时，若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. 1.当波源和观察者相对静止时 点击播放 注意观看静等10s 新课讲解 0 0 0 1 2 3 4 5 1 2 6 7 8 靠近波源 远离波源 1 2 3 4 5 波源发出 观察者接收 观察者接收 波源的频率一定时，若波源静止，当观察者靠近波源时，观察者接收到的频率增大，当观察者远离波源时，观察者接收到的频率减小. 结论二 2.波源静止，观察者运动 点击播放 注意观看静等10s 多普勒效应产生的原因 新课讲解 0 0 0 1 2 3 4 5 1 2 6 7 8 靠近观察者 远离观察者 1 2 3 4 5 波源发出 观察者接收 观察者接收 波源的频率一定时，若观察者静止，当波源接近观察者时，观察者接收到的频率增大，当波源远离观察者时，观察者接收到的频率减小. 结论三 3 3.观察者静止，波源运动 点击播放 注意观看静等10s 多普勒效应产生的原因 新课讲解 波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系 波源静止 观察者静止 观察者接收频率 波源的频率 波源静止 观察者朝着波源运动 波源静止 观察者远离波源运动 ... ...