高中物理知識(shí)點(diǎn):多普勒效應(yīng)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


多普勒效應(yīng):

1、定義: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。
2、特點(diǎn):當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng),兩者相互接近時(shí),觀察者接收到的頻率增大;兩者相互遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的頻率減小。
3、定性分析:當(dāng)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí),1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是一定的,觀察到的頻率等于波源振動(dòng)的頻率;當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí),1s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目增加,觀察到的頻率增加;反之,當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí),觀察到的頻率變小
4、備注:
(1)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),波源本身的頻率并沒有變化,只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化
(2)多普勒效應(yīng)是波特有的現(xiàn)象,一切波都可以發(fā)生多普勒效應(yīng)

多普勒效應(yīng)產(chǎn)生原因的定量分析:


設(shè)u表示波源相對(duì)介質(zhì)的速度,v表示觀察者相對(duì)介質(zhì)的速度,V表示波的傳播速度.f和f'分別表示波源頻率和觀察者接收到的頻率。
(1)波源和觀察者相對(duì)介質(zhì)都不動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)波源振動(dòng)f次,波傳播距離在數(shù)值上等于V,即發(fā)出的波分布在長(zhǎng)度V上,共有f個(gè)波長(zhǎng),觀察者接收到的頻率是單位時(shí)間內(nèi)通過觀察者的完全波數(shù),故即接收到的頻率等于波源的頻率。如圖甲所示。
(2)波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng),而觀察者向波源運(yùn)動(dòng),則渡相對(duì)觀察者的速度為,根據(jù)公式即接收到的頻率增加為波源頻率的倍一同理可知,觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng),觀察者接收到的頻率為如圖乙所示。
(3)觀察者靜止,波源以速度u向觀察者運(yùn)動(dòng),波速V與波源的運(yùn)動(dòng)無關(guān),但波長(zhǎng)被壓縮為故觀察者接收到的頻率即觀察者接收到的頻率增大,反之,若波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí),觀察者接收到的頻率減小。如圖丙所示。



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