5 多普勒效应 奥地利有一位名叫多普勒的数学家、物理学家.1842年的某一天，他正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驰过，他发现火车从远而近时汽笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低．你知道这是为什么吗？ 提示：多普勒对这个物理现象产生极大兴趣，并进行了研究．发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象．因为，声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化．当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高．音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关．这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”． (1)多普勒效应是所接收到的波的频率与波源频率不同的现象，并不是接收到的波的强度发生变化的现象，要正确区分频率和强度这两个物理量. (2)多普勒效应的产生不取决于波源和观察者相距多远，而取决于波源和观察者相对运动速度的大小和方向. (3)波的传播速度不因波源的移动而改变. (4)观察者垂直于波的传播方向移动时，不产生多普勒效应. 【例1】 下面说法中不正确的是( ) A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了 B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的 【导思】 1.产生多普勒效应的原因是什么？ 2．产生多普勒效应时，波源的频率变化吗？ 【解析】 当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，选项C正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有改变，故选项A错误，选项B正确；多普勒效应是奥地利物理学家多普勒首先发现的．选项D正确． 【答案】 A (多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是( CD ) A．只有声波才能发生多普勒效应 B．当观察者靠近声源时，听到声音的音调升高，说明声源的频率升高了 C．当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时，不会发生多普勒效应 D．火车离站时，站台上的旅客听到火车的汽笛音调降低 解析： 考点二 多普勒效应的应用 1．超声波测速 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可知汽车的速度． 2．根据光的多普勒效应，在地球上接收到的遥远天体发出的光波频率，与地球上相应元素静止时发光的频率对照，可以判断遥远天体相对地球的运动速度． 3．医用“彩超”：向人体发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后被仪器接收．测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，据此诊断疾病． 4．可据火车汽笛的音调的变化判断火车是进站还是出站；据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹飞行的方向等． 什么是超声波？ (1)定义：频率高于2×104 Hz的声波叫超声波． (2)特点：频率大，波长短，因而衍射不明显；穿透力强，能透过几米厚的金属．动物也可以发射和接收超声波． 【例2】 (多选)下列哪些应用是利用多普勒效应( ) A．利用地球上接收到的遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度 B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的电磁波频率发生的变化，就能知道汽车的速度，以便于进行交通管理 C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞行的炮弹是接近还是远去 【导思】 由于观察者跟波源相对位置发生变化，使观察者接收到的波的频率发生变化，这种现象就是多普勒效应，多普勒效应在实际中有很多应用． 【解析】 凡是波都具有多普勒效应，因此 ... ...
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