5-6多普勒效应

1人耳听到的同一个声源发出的声音的频率相同吗？5.6多普勒效应2一何谓多普勒效应多普勒效应：波源(观察者或二者)相对于媒质运动而使观者接受到的波的频率发生变化的现象。观察者OS波源uRv'Sv电磁波Svcvc'SOvuvu'机械波3二多普勒效应的定量研究发射频率s接收频率接收频率：单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波数。s?只有波源与观察者相对静止时才相等4设波相对介质的速度为u，波源的速度为Vs,周期频率分别为Ts,Vs,观察者速度为VO,接收者接收到的频率υ'观察者OS波源uSVOV'51波源与观察者均相对媒质静止t时刻的波阵面t+dt秒时刻的波阵面SSuTudtudt'u接收的频率就是接收者单位时间内接收到的波的个数。波源振动的频率启示：观察者接收的频率62波源不动，观察者相对介质以速度V0运动观察者接收的频率uvuo'观察者正向波源运动观察者远离波源运动uvuo'uTdtdtvuO)('uTvuo73观察者不动，波源相对介质以速度Vs运动8’As'sTvsTvuuTs''1'svuusvuu'波源正向观察者运动观察者接收的频率波源远离观察者运动svuu'uT94波源与观察者同时相对介质运动(Vs,Vo)uSVOVt时刻的波阵面t+1秒时刻的波阵面SSTV'(A)波源与接收者相互靠近SSOTVVu'SSSOTVuTVuSSoVuVu)(接收频率增高了！OV(B)波源与接收者相互远离SSOTVVu'SSSOTVuTVuSSOVuVu)(接收频率降低了！10公式归一：其中：观察者静止VO=0二者相互靠近VS,VO取正值代入二者相互远离VS,VO取负值代入SSOVuVu'成立条件：VSu,VOu波源静止VS=0注意11(1)交通上测量车速；(2)医学上用于测量血流速度；(3)天文学家利用电磁波红移说明大爆炸理论；(4)用于贵重物品、机密室的防盗系统；(5)卫星跟踪系统等。多普勒效应的应用当VS≧u时，所有波前将聚集在一个圆锥面上，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。tsv1P2Put5冲击波（激波)12如果波源的速度等于波的速度，波源总在波阵面上能量聚集区声障13如果波源的速度大于波的速度，波源总在波阵面前面冲击波utsVusin马赫角马赫数=uVs飞机冲破声障时将发出巨大声响，造成燥声污染tVs14例1一观察者测得火车来时频率为V1＝440Hz，离去时V2＝392Hz，已知声速u＝330m/s，求火车速度。解设人的速度为Vr=0,火车的速度为VS来时：SSVuu'1去时：SSVuu'2SsVuVu''21smuS/19)('2'1'2'115例2利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为v=100kHz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v”=110kHz。已知空气中的声速为u=330m/s,求车速。0v解:νuvuν'0(2)车为波源'vuussvuuv0车速10hkm8.56uvvs(1)车为接收器