普通高中物理选择性必修一第三章第5节 多普勒效应

关于普通高中物理选择性必修一第三章第5节，多普勒效应的竖屏导图，内容包含多普勒效应及多普勒效应的应用，作为备课参考。

• 普通高中物理选择性必修一 第三章第5节 多普勒效应
• 内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第一册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 仔细听急救车的鸣笛声，你会发现一个现象：当车从你身边疾驰而过的时候，鸣笛的音调会由高变低。这是怎么回事呢？
• 多普勒效应
• 1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时注意到鸣笛音调的变化，进一步研究后发现多普勒现象。
• 当波源与观察者相互靠近或相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化，这种现象叫作多普勒效应。
• 演示
  • 实验方法
    • 将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听一听它发出的声音。
  • 实验观察
    • 请一位同学用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速转动，在几米之外听它的声音有什么变化。
• 模拟实验
  • 在这个模拟实验中，人不表示介质中的质点，只代表传播中的波峰或波谷，于是“过人频率”就代表观测到的波的频率。
  • 让一队人沿路行走，观察者站在路旁不动，假设每分钟有30个人从他身边通过，这种情况下的“过人频率”是30人/分。
  • 如果观察者逆着队伍行走，每分钟与观察者相遇的人数增加，也就是观测到的频率增加。
  • 如果观察顺着队伍行走（假设观察者的速度小于队伍先进的速度），每分钟与观察相遇的人数减少，也就是观测到的频率减少。
• 多普勒效应的理解
  • 当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目是一定的，观测到的频率等于波源振动的频率。
  • 当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目增加，观测到的频率增加。
  • 当波源与观察者相互远离时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目减少，观测到的频率变小。
• 思考讨论
  • • 固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可以形成水波。
    • 当振动片在水面上移动时拍得一幅照片，显示此时波的图样。
    • 由照片是否可知，振动片正在向图中哪个方向移动？单位时间内水波槽左边接收完全波个数多还是右边接收完全波个数多？
• 多普勒效应的应用
• 应用
  • 多普勒测速仪
    • 向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。
    • 装有多普勒测速仪的监视器可以装在公路上方，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上。
    • 多普勒测速仪可以测量水在海底的流速，为养殖场寻找适合贝类生长的场所。
  • 彩超
    • 医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收。测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度。
    • 彩超可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。
  • 光波或电磁波的多普勒效应
    • 测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
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