江苏大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第十一章 机械波和电磁波 11.9 多普勒效应

11.9多普勒效应 11.9多普勒效应 观测者R 的 波源S s一波源S的频率 w一波的频率 一观测者R接收到的频率 波源相对介质静止时Vw=s 观测者相对介质静止时VR=VW 前页后页目录 1

前页 后页 目录 1 11.9 多普勒效应 11.9 多普勒效应 波源相对介质静止时 n S — 波源S的频率 n R — 观测者R接收到的频率 n W— 波的频率 波源S 观测者R W S n n= 观测者相对介质静止时 n n R W =

11.9多普勒效应 波源和观测者相对运动时，观测者接收到波的频 率不同于波源的频率的现象，称为多普勒效应。 前页后页目录2

前页 后页 目录 2 11.9 多普勒效应 波源和观测者相对运动时，观测者接收到波的频 率不同于波源的频率的现象，称为多普勒效应

11.9多普勒效应 一.机械波的多普勒效应 Vs一波源S相对介质的速度 V取一观测者R相对介质的速度 u一波的速度 ←0 09 UR 前页后页目录 3

前页 后页 目录 3 11.9 多普勒效应 vS— 波源S相对介质的速度 vR— 观测者R相对介质的速度 u — 波的速度 vS vR u 一. 机械波的多普勒效应

11.9多普勒效应 1)观测者以速度V相对于介质运动 观测者逆着波的传播方向运动 单位时间内 UR 观测者接收到的频率 uFUR_M+UR-u+URYw VR= a u/vw u 观测者顺着波的传播方向运动V取→-V取 观测者垂直于波的传播方向运动→0其它方向呢？ 前页后页目录4

前页 后页 目录 4 11.9 多普勒效应 R n u R  + = v R / W u u n + = v R W u u n + = v 观测者顺着波的传播方向运动 vR u vR u 1) 观测者以速度vR相对于介质运动 观测者逆着波的传播方向运动 单位时间内 观测者接收到的频率 v v R R → − 观测者垂直于波的传播方向运动 0 vR → 其它方向呢?

11.9多普勒效应 2)观测者不动，波源以速度s相对于介质运动 0。 的 □4HI HI 前页后页目录 5

前页 后页 目录 5 11.9 多普勒效应 2) 观测者不动，波源以速度vS 相对于介质运动

11.9多普勒效应 观察者在波源的前方 2'=2-0sT uTs-UsTs =(u-Us)Ts =4-vs Vs uu 观察者在波源的后方 Vw=,= Vs 'u-0s Vs→-Vs 静止观测者 其它方向呢？ VR=VW 火车经过时，汽笛声调变化原因？ 前页后页目录6

前页 后页 目录 6 11.9 多普勒效应   TS 2 t = 0 TS vS 观察者在波源的前方    = − = uTS S S = − ( ) u T v W u n  =  S S u u = n 观察者在波源的后方 − v 静止观测者 n n R W = −vS ST S S u n − = v 其它方向呢? 火车经过时，汽笛声调变化原因? v v S S → − vS ST

11.9多普勒效应 3)观测者速度V、波源速度s相对于介质运动 观测者逆着波的传播方向运动时 VR-4+URVW 观测者在运动波源前方时 ww- -vs 观测者与波源相对于介质作相反方向运动时 VR= u+URVs u-vs 前页后页目录 7

前页 后页 目录 7 11.9 多普勒效应 3) 观测者速度vR、波源速度vS 相对于介质运动 观测者在运动波源前方时 观测者逆着波的传播方向运动时 观测者与波源相对于介质作相反方向运动时 R R S S u u n n + = − v v vS vR u R R W u u n n + = v W S S u u n n = − v

11.9多普勒效应 二.电磁波的多普勒效应 电磁波的传播不依赖介质 波源和观测者沿连线方向运动时 )是波源与观测者的相对速 度。相互接近为“+”，反 之为“”。 0 紫移：接收到的频率大于波源频率。 红移：接收到的频率小于波源频率。 前页后页目录8

前页 后页 目录 8 11.9 多普勒效应 二. 电磁波的多普勒效应 电磁波的传播不依赖介质 波源和观测者沿连线方向运动时 R S c c n n + = − v v v是波源与观测者的相对速 度。相互接近为“+”，反 之为“-” 。 紫移：接收到的频率大于波源频率。 红移：接收到的频率小于波源频率

11.9多普勒效应 三.冲击波（激波） □4bHI川 前页后页目录 9

前页 后页 目录 9 11.9 多普勒效应 三. 冲击波（激波）

11.9多普勒效应 马赫角 ut u sina = t Ust Us 马赫数 Ust s 前页后页目录 10

前页 后页 目录 10 11.9 多普勒效应 S v t ut  马赫角 S S sin ut u t  = = v v 马赫数 S u v