普通物理學多普勒效應第1頁，課件共32頁，創作于2023年2月

波的疊加原理:有幾列波同時在媒質中傳播時，它們的傳播特性（波長、頻率、波速、波形）不會因其它波的存在而發生影響。在幾列波相遇或疊加的區域內，任一點處質點的振動位移是各個波單獨在該點所引起的位移的矢量和第2頁，課件共32頁，創作于2023年2月2.波的干涉疊加相干條件：振動方向相同頻率相同相位相同或相位差恒定第3頁，課件共32頁，創作于2023年2月

兩個相干波源波源S1和

S2的振動方程分別為：S1和

S2單獨存在時,在P點引起的振動的方程為:第4頁，課件共32頁，創作于2023年2月P

點的合方程為:振幅A和相位f

0第5頁，課件共32頁，創作于2023年2月（合振幅最大,相干增強）（合振幅最小，相干減弱）第6頁，課件共32頁，創作于2023年2月波程差若f10=f20，上述條件簡化為：

（相干增強

）（相干減弱）因若I1=I2，疊加后波的強度：第7頁，課件共32頁，創作于2023年2月干涉現象的強度分布第8頁，課件共32頁，創作于2023年2月一駐波的產生

振幅、頻率、傳播速度都相同的兩列相干波，在同一直線上沿相反方向傳播時疊加而形成的一種特殊的干涉現象.第9頁，課件共32頁，創作于2023年2月駐波的振幅與位置有關二駐波方程正向負向各質點都在作同頻率的簡諧運動第10頁，課件共32頁，創作于2023年2月

駐波方程相鄰波腹（節）間距

相鄰波腹和波節間距波腹波節第11頁，課件共32頁，創作于2023年2月相鄰兩波節之間質點振動同相位，任一波節兩側振動相位相反，在波節處產生

的相位躍變.（與行波不同，無相位的傳播）.第12頁，課件共32頁，創作于2023年2月三相位躍變（半波損失）

當波從波疏介入射到波密介質，發射波將產生半波損失.波密介質

(n大）波疏介質(n小）第13頁，課件共32頁，創作于2023年2月

當波從波密介質垂直入射到波疏介質，被反射到波密介質時形成波腹.入射波與反射波在此處的相位時時相同，即反射波在分界處不產生相位躍變.第14頁，課件共32頁，創作于2023年2月多普勒效應不知你是否注意過這樣的現象，當一輛汽車響著喇叭從你身邊疾駛而過時，喇叭的音調會由高變低，好像汽車駛來的時候唱著音符“7”，離開的時候就唱音符“1”了．

第15頁，課件共32頁，創作于2023年2月火車遠離第16頁，課件共32頁，創作于2023年2月火車靠近第17頁，課件共32頁，創作于2023年2月1842年，奧地利物理學家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時就注意到了類似的現象，他經過認真的研究，發現波源和觀察者互相靠近或者互相遠離時，觀察到的波的頻率都會發生變化，并且做出了解釋．人們把這種現象叫做多普勒效應．第18頁，課件共32頁，創作于2023年2月波的頻率是指什么？波的頻率是指：波源在單位時間內發出的完全波的數目。第19頁，課件共32頁，創作于2023年2月

為了了解多普勒效應，可以做這樣一個模擬實驗．讓一隊人勻速沿街行走，觀察者站在街旁不動，每秒有9個人從他身邊通過（下圖上）．這種情況下的“過人頻率”是9人/秒．如果觀察者逆著隊伍行走（下圖中），每秒從觀察者身邊通過人數增加（過人頻率）是增加還是減少？第20頁，課件共32頁，創作于2023年2月反之，如果觀察者順著隊伍行走（下圖下），每秒從觀察者身邊通過人數增加（過人頻率）是增加還是減少？．

第21頁，課件共32頁，創作于2023年2月

對于聲波和其他波動，情況相似：當波源和觀察者相對靜止時，1秒內通過觀察者的波的數目是一定的，觀察到的頻率等于波源振動的頻率；當波源和觀察者相向運動時，1秒內通過觀察者的波的數目增加，觀察到的頻率增加；反之，當波源和觀察者互相遠離時，觀察到的頻率變小．

第22頁，課件共32頁，創作于2023年2月§11-9多普勒效應1.機械波的多普勒效應

多普勒效應：波源或觀察者相對于介質運動，使觀察者接收到的波的頻率發生變化的現象。

第23頁，課件共32頁，創作于2023年2月(1)波源不動，觀察者以速度vR相對于介質運動波源速度vS

=0,觀察者向波源運動的速度為vR(vR

>0)機械波的多普勒效應假設波源、觀察者的運動發生在二者的連線上第24頁，課件共32頁，創作于2023年2月機械波的多普勒效應波源S

靜止,觀察者O

以速度vR相對介質運動S·OuvR

單位時間內，位于觀察者左邊的波源發出的波向右傳播了距離u，同時觀察者向左移動了距離vR,這相當于波通過觀察者的距離為u+vR。

單位時間內，通過觀察者的完整波的個數(頻率)為：

若O背離S

運動,則以－vR代替vR。第25頁，課件共32頁，創作于2023年2月(2)觀察者不動，波源以速度vS相對于介質運動

機械波的多普勒效應第26頁，課件共32頁，創作于2023年2月l

·OS

·單位時間內通過觀察者O

的完整的波的個數(頻率)：當波源背離觀察者運動時,以代替即可。

觀察者O相對介質靜止，波源S

以速度vS相對介質運動，觀察者測得的波長:。SuTS

運動的前方波長縮短··機械波的多普勒效應第27頁，課件共32頁，創作于2023年2月多普勒效應也適用于光波．當運動著的光源的光波到達眼睛時，如果光源移動得夠快的話，頻率會發生移動，就是說，顏色會發生改變．譬如說，假若光源向著我們運動，每秒鐘就會有較多的光波擠進我們的眼睛，我們所看到的光就會向可見光譜的高頻端（即紫端）偏移；反之，如果光源遠離我們而去，每秒鐘到達的光波就較少，于是光就會向可見光譜的低頻端（即紅端）偏移．第28頁，課件共32頁，創作于2023年2月

波源的運動使得波長變短：

觀察者的運動使得單位時間內通過觀察者的總長度變為：討論波源與觀察者相向運動的情形。當波源與觀察者背離而去時，上式的和分別用和代替。(3)觀察者與波源同時相對介質而運動

機械波的多普勒效應第29頁，課件共32頁，創作于2023年2月例車上一警笛發射頻率為1500Hz的聲波,該車以20m/s的速度向某方向運動，某人以5m/s的速度跟蹤其后，已知空氣聲速為330m/s。求該人聽到的警笛發聲頻率以及在警笛后方空氣中聲波的波長。