《普通物理》课程教学资源（PPT课件）6-6 多普勒效应

6-6多普勒效应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一单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波数发射频率V接收频率只有波源与观察者相对静止时才相等

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

运动波源不动，观察者相对介质以速度u+v观察0V观察者向波源运动者接u收的u-v0观察者远离波源频率u

一 波源不动，观察者相对介质以速度 运动 o v 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 =

U运动观察者不动，波源相对介质以速度

二 观察者不动，波源相对介质以速度 v s 运动

uU.T1uT2-V.TuT'=VT-Tu-vuuu波源向观察者运动'-V观察u-v者接Su收的V'V波源远离观察者频率u+vS

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

(Us,U。)三波源与观察者同时相对介质运动0观察者向波源运动+远离一u±v0Vufv.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±CufvS

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

当 。>>u 时，所有波前将聚集在一个圆锥面上ut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7（1）交通上测量车速美（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

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

例1.A、B为两个汽笛，其频率皆为500Hz，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0，以30m/s的速度也向右运动.已知空气中的声速为330m/s，求：00观察者听到来自A的频率(1)sBC2观察者听到来自B的频率BA(3)观察者听到的拍频解 (1)u = 330 m/s, UsA = 0, UsB = 60 m/su±v330-30Ox500Hz= 454.5 Hz330ufv

  s o ' v v u  u  = 500 Hz 454.5 Hz 330 330 30 ' =  = -  解 (1) 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500 Hz，A 静止，B 以60 m/s 的速率向右运动.在两个汽笛之间有 一观察者O，以30 m/s 的速度也向右运动. 已知空气 中的声速为330 m/s，求： A O B o v  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

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0，以30m/s的速度也向右运动.已知空气中的声速为330m/s，求：072sB观察者听到来自B的频率2)BA(3)观察者听到的拍频330+30解(2)x500 Hz =461.5Hz330+60(3)观察者听到的拍频AV=v'-v"|= 7Hz

(3) 观察者听到的拍频  = − = 7Hz A O B o v  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50 Hz，A 静 止，B 以60 m/s 的速率向右运动. 在两个汽笛之间有 一观察者O，以30 m/s 的速度也向右运动. 已知空气 中的声速为330 m/s，求： 500 Hz 461.5 Hz 330 60 330 30  = + + 解 (2)  =

例2利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为V=100kHz自的超声波，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v=110kHz.已知空气中的声速为u=330ms~求车速u+v0解（1）车为接收器VV-TuVo+uuv"=V'V（2）车为波源u-Vsu-vSv"-V车速u = 56.8 km ·h-1U= Us =v"+v

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 .  =100 kHz " =110 kHz 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