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文档简介

多普勒效应

【引言】前面讨论的波动过程，是假定波源与观察者都相对于介质静止的情形，所以观察者接收到的波的频率与波源的频率相同。那么，如果波源与观察者之间有相对运动，将会发生什么？【例】日常生活经验：当一列火车迎面开来时，听到火车汽笛的声调变高，即频率增大；当火车远离而去时，听到火车汽笛的声调变低，即频率减小。多普勒效应——波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率与波源发射频率不相同的现象。奥地利物理学家多普勒在1842年发现。问题：假定波源、观察者的运动发生在两者的连线上波源相对介质的速度波在介质中的传播速度波源振动的频率（波的频率）波源、观察者有相对运动与的关系观察者相对介质的速度介质中某点振动的频率观察者探测的频率求一、波源不动，而观察者以速度v0相对介质运动观察者接收的频率观察者向波源运动观察者远离波源

RuT·S

b此时介质中的波长为

现在波的频率为

由于观察者静止，所以他接收到的频率就是波的频率，即，因此，波源向观察者运动观察者接收的频率波源远离观察者三、波源与观察者同时相对介质运动

综合以上两种情况，可得：当波与观察者同时相对介质运动时，观察者所接收到的频率为观察者向波源运动

+，远离

.波源向观察者运动，远离

+.

若波源与观察者不沿二者连线运动机械波：只有纵向效应四、冲击波

当

时，波源就会冲出自身发出的波阵面,它所发出的波的一系列波面的包络是一个圆锥体,称为马赫锥,在这个圆锥上，波的能量高度集中,形成冲击波或激波，如核爆炸、超音速飞行等。

uΔt·SvS····vSΔt马赫锥——

马赫数

高能带电粒子在介质中的速度超过光在介质中的速度时，将发生锥形的电磁波——切连柯夫辐射。超音速的子弹在空气中形成的激波（马赫数为2）超声多普勒效应测血流速五、多普勒效应的应用：警察用多普勒测速仪测速多普勒天气雷达多普勒水流测速仪多普勒导航系统美国AH-64“阿帕奇”直升机法国幻影2000战斗机马航失联航班海事卫星可利用多普勒效应来确定飞机的飞行方向、方位和速度1）解

例1

A、B为两个汽笛，其频率皆为500Hz，A

静止，B

以60m/s

的速率向右运动.在两个汽笛之间有一观察者O，以30m/s

的速度也向右运动.已知空气中的声速为330m/s，求：AOB1）观察者听到来自A的频率2）观察者听到来自B的频率3）观察者听到的拍频3）观察者听到的拍频AOB3）观察者听到的拍频2）观察者听到来自B的频率

例1

A、B为两个汽笛，其频率皆为500Hz，A

静止，B

以60m/s

的速率向右运动.在两个汽笛之间有一观察者O，以30m/s

的速度也向右运动.已知空气中的声速为330m/s，求：2）解

例2利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为

的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为.已知空气中的声速为，求车速.

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