南方醫(yī)科大學《大學物理》ch11-7-lzj

由于觀察者（接收器）或波源、或二者同時相對媒質(zhì)運動，而使觀察者接收到的頻率與波源發(fā)出的頻率不同的現(xiàn)象，稱為多普勒效應。1842T.C.Doppler奧地利波源和觀察者相對于介質(zhì)靜止§11-7

多普勒效應(Dopplereffect)

波源振動的頻率波的頻率(媒質(zhì)質(zhì)元)接收頻率R··S1803-1853，奧地利物理學家一.波源靜止觀察者運動(

S=0，設

R

>0)遠離u靠近觀察者·參照系：媒質(zhì)·設S和R

的運動沿二者連線·符號規(guī)定:

S

和R

相互靠近時

S

>0,R

>0

=

S，但R

R··S二.觀察者靜止波源運動(

R

=0，設

S

>0)

遠離靠近觀察者

R

=，但

S

S運動的前方波長變短u波源向右運動時水波的多普勒效應三.波源和觀察者同時運動(設

S

、

R均>0)

符號正負的選擇與上述相同

S

RR·VR·VsS(1)當波源或觀察者在二者聯(lián)線垂直方向上運動時，無多普勒效應。機械波無橫向多普勒效應

R

=

S

討論··RS

S

RVSVR若S和R

的運動不在二者連線上(2)

時，多普勒效應失去意義，此時形成沖擊波.

Shockwave馬赫角Machangle超音速飛機會在空氣中激起沖擊波若飛機飛行速率與聲速相同，該聲速區(qū)稱“聲障”。飛機必須盡快越過“聲障”，進入超音速區(qū)，否則會給飛機帶來危險！戰(zhàn)機突破音障的瞬間一警笛發(fā)射頻率為1500Hz的聲波，并以22m/s的速度向某一方向運動，一人以6m/s的速度跟蹤其后.觀察者接收到的頻率(波源和觀察者同時運動)：警笛后方空氣中聲波的頻率(觀察者靜止，波源運動)：警笛后方空氣中聲波的波長:例該人聽到的警笛發(fā)出的聲音的頻率以及在警笛后方空氣中聲波的波長？求R··S例

一靜止波源向一飛行物發(fā)射頻率的超聲波，飛行物以速度v離開波源。站在波源處相對波源靜止的觀察者測得波源發(fā)射波與飛行物反射波合成振動的拍頻為已知聲速u=340m/s，求飛行物的速度。解飛行物接收到超聲波的頻率觀察者接收到飛行物反射超聲波的頻率兩波的拍頻例蝙蝠在洞穴中飛來飛去，能有效的利用超聲波導航。若其發(fā)出的超聲波頻率為39kHz，而它以聲速的1/40的速度向表面平直的巖壁飛去，求它聽到的從巖壁發(fā)射回來的超聲波頻率。波源？蝙蝠接收者？蝙蝠波源運動么？運動接收者運動么？運動例火車以30m/s的速度行駛，汽笛頻率650Hz.。在鐵路近旁的公路上坐在汽車里的人在下列情況聽到火車鳴笛的頻率分別為？（1）汽車靜止（2）汽車以45km/h的速度與火車同向行駛（聲速340m/s）火車迎面開來：火車背離而去：汽車在前：火車在前：弄清波源和接受者弄清相互運動方向一固定的超聲波波源發(fā)出頻率為v0=100kHz的超聲波.當一汽車迎面駛來時,在超聲波所在處收到了從汽車反射回來的超聲波其頻率為v=110kHz.設聲波的速度為

u=330m/s.

汽車作為觀察者接收到的頻率：例解汽車的行駛速度.求汽車反射波(作為波源發(fā)出)在空氣中的頻率：所以,汽車的行駛速度為：一頻率為1kHz的聲源,以vs=34m/s的速率向右運動.在聲源的右方有一反射面,以v1=68m/s的速率向左運動.設聲波的速度為

u=340m/s.

例(1)聲源所發(fā)出的聲波在空氣中的波長.求(2)每秒內(nèi)到達反射面的波數(shù);(3)反射波在空氣中的波長.(1)在聲源的右側(cè),相對空氣靜止的觀察者接收到的頻率解在聲源的左側(cè)聲波在空氣中的波長:

·Svsv1(2)反射面作為接收者測到的頻率：(3)反射波在空氣中的頻率：反射波在空氣中的波長:例解求一遙遠的河外星系以很高的速率離開地球退行而去，其譜線發(fā)生紅移.與固有頻率

0

相對應的波長為

0=434nm的譜線，地面上觀測記錄的該譜線的波長

=600nm.此河外星系的退行速率.以v表示本題所求的退行速率，以

表示與波長

對應的頻率，則有

0=c/

0和

=c/

，代入縱向多普勒效應式，有代入題給數(shù)據(jù)，解得如圖所示，平面簡諧波在t=0的波形圖，此簡諧波頻率250Hz.且此時質(zhì)點o運動方向向下。求2002-11。波動方程2。距離o點100m處質(zhì)點的振動方程和振動速度的表達式由p的運動方向判斷：波向左傳播xyO100m研究o點振動：寫波動方程：T=1/v=250s=200m距離o點100m處質(zhì)點的振動方程距離o點100m處質(zhì)點的振動速度圖為一平面簡諧波在t時刻的波形曲線，若此時A點媒質(zhì)質(zhì)元振動動能增大，則

2001-1AA點彈性勢能減小B波沿x負方向傳播CB點振動動能減小D各點波的能量密度不隨時間變化xyOAB例解根據(jù)波形確定P點相位yxOPu先確定原點振動相位P點相位落后O點例解如圖，當振動頻率為2040HZ的聲源S向反射面運動，在O點聽到的拍音，若聲波速度，求聲源相對空氣的運動速度。SO設聲