高等教育出版社：《物理学教程》教材电子教案（PPT课件，马文蔚第四版）第十五章 机械波 15-08 多普勒效应

15-8多普勒效应 第十五章机械波 讨论 人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？ 接收频率 单位时间内观测者接收到的振动次 数或完整波数. AAA 发射频率Vs 接收频率 只有波源与观察者相对静止时才相等

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波 发射频率  s 接收频率  人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？ 接收频率——单位时间内观测者接收到的振动次 数或完整波数.  = s ? 讨论 只有波源与观察者相对静止时才相等

15-8多普勒效应 第十五章机械波 波源不动，观察者相对介质以速度)。运动 观察 y'= u+0.1 观察者向波源运动 者接 u 收的 '= u- 频率 观察者远离波源 u

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波 一 波源不动，观察者相对介质以速度 vo 运动 观察 者接 收的 频率   u u o ' + v = 观察者向波源运动   观察者远离波源 u u o ' − v =

15-8多普勒效应 第十五章机械波 二 观察者不动，波源相对介质以速度).运动 喉

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波 二 观察者不动，波源相对介质以速度 v s 运动

15-8多普勒效应 第十五章机械波 7 T 九-vT v- u u T九-T u-v. 观 u y= 波源向观察者运动 者接 u-Vs 收的 u V'= 频率 u+Us 波源远离观察者

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波 b  A s s' Ts v u T  = u u T T s b '   = − = v T u T s ' 1 ' − v = =    s − v = u u   s ' − v = u u 观察 波源向观察者运动 者接 收的 频率   波源远离观察者 s ' + v = u u

15-8多普勒效应 第十五章机械波 三 波源与观察者同时相对介质运动()、，V。) u士). )。观察者向波源运动+，远离一· u干Vs )、波源向观察者运动一，远离+· 若波源与观察 者不沿二者连线运 动 u士)' v' uFv

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波 三 波源与观察者同时相对介质运动 ( , ) vs vo   s o ' v v u  u  = 若波源与观察 者不沿二者连线运 动 o v  s v  o v' s  v'    s o ' ' ' v v u  u  = o v 观察者向波源运动 + ，远离 . 波源向观察者运动 ，远离 + . vs

15-8多普勒效应 第十五章机械波 当)、>>u时，所有波 前将聚集在一个圆锥面上， 波的能量高度集中形成冲击 波或激波，如核爆炸、超音 速飞行等. 多普勒效应的应用 1)交通上测量车速； 2)医学上用于测量血流速度； 3)天文学家利用电磁波红移说明大爆炸理论； 4)用于贵重物品、机密室的防盗系统； 5)卫星跟踪系统等

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波 当 时，所有波 前将聚集在一个圆锥面上， 波的能量高度集中形成冲击 波或激波，如核爆炸、超音 速飞行等.  u s v 5）卫星跟踪系统等. 1）交通上测量车速； 2）医学上用于测量血流速度； 3）天文学家利用电磁波红移说明大爆炸理论； 4）用于贵重物品、机密室的防盗系统； 多普勒效应的应用 t s v P1 P2 ut

15-8多普勒效应 第十五章机械波 例1A、B为两个汽笛，其频率皆为50Hz,A静 止，B以60m/s的速率向右运动.在两个汽笛之间有一 观察者O,以30/s的速度也向右运动.已知空气中的 声速为330m/s,求： 1)观察者听到来自A的频率 00 2)观察者听到来自B的频率 3)观察者听到的拍频 B 1) 解 u=330ms,)sA=0,0sB=60m/s u±0。v 330-30 ×500Hz=454.5Hz u千Ug 330

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波   s o ' v v u  u  = 1） 500Hz 454.5Hz 330 330 30 ' =  = -  解 330 m/s, 0, 60 m/s u = vs A = vs B = 例1 A、B 为两个汽笛，其频率皆为50Hz，A 静 止，B 以60m/s 的速率向右运动. 在两个汽笛之间有一 观察者O，以30m/s 的速度也向右运动. 已知空气中的 声速为330m/s，求： A O B vO  vsB  1）观察者听到来自A 的频率 2）观察者听到来自B 的频率 3）观察者听到的拍频

15-8多普勒效应 第十五章机械波 例1A、B为两个汽笛，其频率皆为50Hz,A静 止，B以60m/s的速率向右运动.在两个汽笛之间有一 观察者O,以30m/s的速度也向右运动.已知空气中的 声速为330m/s,求： 2)观察者听到来自B的频率 3)观察者听到的拍频 B 解2)v"=330+30 ×500Hz=461.5Hz 330+60 3)观察者听到的拍频 Av=v'-v"=7Hz

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波 500Hz 461.5Hz 330 60 330 30  = + +  = 3） 观察者听到的拍频  = − = 7Hz A O B vO  vsB  3）观察者听到的拍频 2）观察者听到来自B 的频率 例1 A、B 为两个汽笛，其频率皆为50Hz，A 静 止，B 以60m/s 的速率向右运动. 在两个汽笛之间有一 观察者O，以30m/s 的速度也向右运动. 已知空气中的 声速为330m/s，求： 解 2）

15-8多普勒效应 第十五章机械波 例2利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率 为y=100kHz的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源 安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率 为y"=110kHz.已知空气中的声速为u=330ms, 求车速 解1) 车为接收器y= u+Uov u u 7o +u 2)车为波源"= V u-7s u-Vs 车速 V"-V )0=s= u=56.8km.h1 v"+V

15 – 8 多普勒效应 第十五章 机械波 例2 利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率 为 的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源 安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率 为 . 已知空气中的声速为 ， 求车速 .  =100kHz " =110kHz 1 330ms − u = 0 v  解 1）车为接收器   u u 0 ' + v = 2）车为波源 " ' s   − v = u u  s 0 v v − + = u u 车速 1 0 s 56.8 km h " " − =  + − = = u     v v