新知導入

仔細聽急救車的鳴笛聲，你會發現一個現象：當車從你身邊疾馳而過的時候，鳴笛的音調會由高變低。這到底是怎么回事？新知導入飛機飛近時，轟鳴聲越來越尖銳；飛機飛遠時，轟鳴聲越來嘶啞。聽聲音的變化（頻率高）（頻率低）列車靠近時，鳴笛聲越來越尖銳；列車遠離時，鳴笛聲越來越低沉。（頻率高）（頻率低）

同一聲音為什么會產生不同的聽覺效果？么呢？1982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上面描述的現象。他經過認真的研究，發現波源與觀察者相互靠近或者相互遠離時，接收到的波的頻率都會發生變化。人們把這種現象叫作多普勒效應。新知講解一、多普勒效應演示：蜂鳴器音調的變化

將一個以電池為電源的蜂鳴器固定在長竹竿的一端，閉合開關后聽一聽它發出的聲音。請一位同學用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速轉動（圖3.5-1），在幾米之外聽它的聲音有什么變化。圖3.5-1蜂鳴器音調的變化

要了解多普勒效應，可以做如下的模擬實驗。讓一隊人沿路行走，觀察者站在路旁不動，假設每分鐘有30個人從他身邊通過（圖3.5-2甲），這種情況下的“過人頻率”是30人/分。如果觀察者逆著隊伍行走，每分鐘與觀察者相遇的人數增加，也就是頻率增加（圖3.5-2乙）；反之，如果觀察者順著隊伍行走，頻率降低。多普勒效應圖3.5-2多普勒效應的模擬實驗甲乙丙觀察者靜止不動，數經過的隊伍中的人數，每分鐘假設有30個人經過。這種情況下的“過人頻率”是30人每分。在這個模擬實驗中，人不表示介質中的質點，只代表傳播中的波峰或波谷，于是“過人頻率”就代表波的頻率。f測=f源v測=0①觀測者靜止當觀察者逆著隊伍行走時，數經過的隊伍中的人數，每分鐘將大于30個人經過。f測>

f源v測→②觀測者靠近波源當觀察者逆著隊伍行走時，數經過的隊伍中的人數，每分鐘將小于30個人經過。f測<

f源v測→③觀測者遠離波源

我們可以這樣理解聲波的多普勒效應：當波源與觀察者相對靜止時，1s內通過觀察者的波峰(或密部)的數目是一定的，觀察者觀測到的頻率等于波源的頻率；當波源與觀察者相互接近時，1s內通過觀察者的波峰(或密部)的數目增加，觀察者觀測到的頻率增加；反之，當波源與觀察者相互遠離時，觀測到的頻率變小。多普勒效應的現象：①觀察者與波源均相對于介質靜止時：②觀察者與波源相互接近時：③觀察者與波源相互遠離時：

多普勒效應是波特有的現象：

不僅機械波，電磁波和光波也會發生多普勒效應。多普勒效應的形成原因：

聲源完成一次全振動，向外發出一個波長的波，頻率表示單位時間內完成的全振動的次數，因此波源的頻率等于單位時間內波源發出的完全波的個數。

而接收者聽到的聲音的音調，是由接收者接收到的頻率決定的，即單位時間接收到的完全波的個數決定的。（1）觀察者靠近波源運動（2）觀察者遠離波源運動①波源不動，觀察者相對波源運動②觀察者不動，波源相對觀察者運動（1）波源靠近觀察者運動（2）波源遠離觀察者運動多普勒效應中觀測頻率的計算

思考討論

固定在振動片上的金屬絲周期性觸動水面可以形成水波。當振動片在水面上移動時拍得一副如圖3.5-3所示的照片，顯示出此時波的圖樣。有照片是否可知，振動片正在向圖中哪個方向移動？單位時間內是水波槽左邊接收完全波個數多還是右邊接收完全波個數多？圖3.5-3例題例：公路巡警開車在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上警車向前方的一輛轎車發出一個已知頻率的超聲波，如果該超聲波被那輛轎車反射回來時，警車接收到的超聲波頻率比發出時低，說明那輛轎車的車速（

）A、等于100km/h

B、低于100km/hC、高于100km/h

D、無法確定C新知講解二、多普勒效應的應用①交通警察利用多普勒效應測速。②利于多普勒測速儀測量水在海底的流速，為養殖場尋找合適貝類生長的場所。③醫療：醫院里用超聲波，通過測定反射波的頻率變化，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變。④用多普勒效應測量其它星系向著還是遠離地球運動的速率。⑤應用多普勒效應還可以跟蹤人造地球衛星。⑥軍事應用：多譜勒導航儀、脈沖多普勒雷達等。總結提升多普勒效應多普勒效應現象形成原因多普勒效應的應用應用課堂檢測【練習1】下面說法中錯誤的是(

)A、發生多普勒效應時，波源的頻率變化了B、多普勒效應是波源與觀察者之間有相對運動時產生的C、多普勒效應是由奧地利物理學家多普勒首先發現的D、發生多普勒效應時，觀察者接收到的頻率發生了變化A課堂檢測【練習2】關于多普勒效應，下列說法正確的是（

）A、只有聲波才可以產生多普勒效應B、多普勒效應說明波源的頻率發生改變C、多普勒效應是由于波的干涉引起的D、多普勒效應是由于波源與觀察者之間有相對運動而產生的D【練習3】（多選）火車上有一個聲源發出頻率一定的樂音。當火車靜止時、觀察者也靜止時，觀察者聽到并記住了這個樂音的音調。以下那種情況中，觀察者聽到這個樂音的音調比原來高（

）A、觀察者靜止，火車向他駛來B、觀察者靜止，火車離他駛去C、火車靜止時，觀察者乘汽車向著火車運動D、火車靜止時，觀察者乘汽車遠離火車運動AC課堂檢測課堂檢測【練習4】