12.5-6_多普勒效應(yīng)_惠更斯原理(精品).ppt

1、12.5 12.6多普勒效應(yīng) 惠更斯原理,12.5 多普勒效應(yīng),一、多普勒效應(yīng),現(xiàn)象：當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，感覺音調(diào)變高；當(dāng)汽車離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺音調(diào)變低（音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低） 多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng),二、多普勒效應(yīng)的成因,聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波，頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的頻率，即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的,1、當(dāng)波源和觀察者相對(duì)介質(zhì)都靜止不動(dòng)即二者沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出

2、幾個(gè)完全波，觀察者在單位時(shí)間內(nèi)就接收到幾個(gè)完全波觀察者接收到的頻率等于波源的頻率,2、波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)時(shí)（或觀察者不動(dòng)，波源朝觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)）,觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)增多，即接收到的頻率增大,3、波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)（或觀察者不動(dòng)，波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)）,觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)減少，即接收到的頻率減小,總之：當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小,練習(xí),注意：,在多普勒效應(yīng)中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者感到頻率發(fā)生了變化 多

3、普勒效應(yīng)是波動(dòng)過程共有的特征，不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng),多普勒效應(yīng)是指由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，它是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的,三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用,有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車的汽笛聲判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向和快慢. 有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時(shí)的尖叫聲判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去. 交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來時(shí)，接收到的頻率發(fā)生變化，由此可指示汽車的速度. 由地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度.,宇宙中的星球都在不停地運(yùn)動(dòng)測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波

4、的頻率，然后跟地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)照，就可以算出星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度,多普勒效應(yīng)不僅僅適用于聲波,它也適用于所有的波,包括光波、電磁波。,（1）用多普勒效應(yīng)測(cè)量其它星系向著還是遠(yuǎn)離地球運(yùn)動(dòng)的速率,（2）臨床上應(yīng)用多普勒效應(yīng):彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng),醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測(cè)出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變,三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用,（3）雷達(dá)測(cè)速儀,檢查機(jī)動(dòng)車速度的雷達(dá)測(cè)速儀也是利用這種多普勒效應(yīng)。交通警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的電磁波，通常是紅外線，同時(shí)測(cè)量反射波的頻

5、率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。,（4）軍事應(yīng)用(E-3“望樓” 預(yù)警機(jī)) 脈沖多普勒雷達(dá)，多譜勒導(dǎo)航儀,GPS技術(shù)(多普勒頻移觀測(cè)法),12.6 惠更斯原理,一、波面和波線,波面：,同一時(shí)刻，介質(zhì)中處于波峰或波谷的質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的面叫做波面,波線：,用來表示波的傳播方向的跟各個(gè)波面垂直的線叫做波線,波面,波線,二 、惠更斯原理,惠更斯原理內(nèi)容：介質(zhì)中任意波面上的各點(diǎn)都可看作發(fā)射子波的波源。其后任意時(shí)刻,這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面,惠 更 斯,荷蘭物理學(xué)家,二 、惠更斯原理,1.用惠更斯原理確定下一時(shí)刻平面波的波面,2.用惠更斯原理確定下一時(shí)刻球面波的波面,二 、惠更斯原理,利用惠更斯原理可以由已知的波面通過幾何作圖方法確定下一時(shí)刻的波面，從而確定波的傳播方向。例如當(dāng)波在均勻的各向同性介質(zhì)中傳播時(shí)，波面的幾何形狀總是保持不變的。,二 、惠更斯原理,三、波的反射,波遇到障礙物會(huì)返回來繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射,經(jīng)t后，B點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處B點(diǎn)，A點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)A點(diǎn)。同種介質(zhì)，波速不變。,三、波的反射,用惠更斯原理解釋波的反射,由惠更斯原理，A、B為同一波面上的兩點(diǎn),證畢,四、波的折射,折射角（r）：,折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角r叫做折射角,波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，