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课件网) 2020 高中物理竞赛 普通物理学 湖南师大附中 §5.6 多普勒效应 冲击波 一、多普勒效应 多普勒于1842年发现，当波源或观察者、或者两者同时相对于介质有相对运动时，观察者接收到的波的频率与波源的振动频率不同，这类现象称为多普勒效应或者多普勒频移。 水波的多普勒效应（波源向右运动） 简单地，选介质为参考系，以波源及观察者连线为x轴，并规定波动向着观察者传播方向为正方向 注意: 波速u是波相对于介质的速度，它只决定于介质性质，恒为正值. 区分3种频率,波动频率是以介质为参考系，接收频率是以接收者为参考系 观察者与波源相互靠近时 ? B , ? S 取正 相互远离时 ? B , ? S 取负 1.波源不动，观察者相对于介质运动 ? s=0, ? B ? 0 因为 ? s=0 故 观察者测得的波速 (? B>0) u/ = u - ( -? B) = u +? B 在不考虑相对论效应时，观察者测得的波长 ?/ =? 接收频率?B 当观察者向着波源运动时 (? B >0), 接收频率提高。 当观察者远离波源运动时 (? B <0) , 接收频率降低。 当? B =-u 时, vB=0 2.观察者不动，波源相对于介质运动 ? s ? 0, ? B=0 因为 ?B=0 故 观察者测得的波速 u/ = u - ( -? B) = u 由于波源的运动，介质中的波长发生发变化。 波源向着观察者运动时 (? s >0) S 运动的前方波长缩短，波形被压缩 接收频率 当? s→u 时， vB → ∞这是没有意义的。 若波源背离观察者运动 (?s<0) S 运动的后方波长伸长，则波形被拉长 接收频率会降低 3.波源和观察者同时相对于介质运动(? B ? 0 , ? S ? 0) 此时， 当 ? B = ?? S 时（无相对运动）， 电磁波的多普勒效应 纵向多普勒效应 光源和观察者的相对运动发生在二者连线上时 二者以速率?互相接近： 二者互相远离： 横向多普勒效应 机械波只有纵向多普勒效应，而无横向多普勒效应。 二、冲击波 波源的运动速度大于波在介质中的传播速度， 波源本身的运动会激起介质的扰动，激起另一种波。 冲击波的包络面成圆锥状，称作马赫堆。 若冲击波是声波，必然是运动物体通过之后才能听见声音。 谢谢观看！ 祝大家学业有成！
