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12-5 多普勒效应
一、多普勒效应
奥地利物理学家多普勒(1803——1853)
1、多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,叫多普勒效应.
2、注意:
多普勒效应发生时,波源的频率没有变化,只是观察者接收到的频率与原来相对静止时的不同
V
(1)观察者相对波源静止:

V
2、几种多普勒效应的解释
f波源=f观察者
观察者感觉到频率不变,即音调不变
多普勒效应的定量分析
设:u:波源相对介质的速度,
v:观察者相对介质的速度
V:波的传播速度
f:波源频率 f′:观察者接收频率
波源和观察者相对静止,
v=λf 波源产生的频率f=v/λ
波源相对观察者静止,波经过观察者的
波速和波长不变 f′=v/λ f=f′
观察者接收到的频率等于波源频率,
音调不变
(2)波源不动,观察者靠近波源:
观察者靠近波源,
单位时间内接收到
的完全波个数增多,
即f波源<f观察者
观察者远离波源,
f波源>f观察者
若观察者远离波源的速度等于波的传播速度,
则观察者收不到波,即f观察者=0


V观察
定量分析
波源相对介质静止,观察者向波源运动
v=λf 波源产生的频率f=v/λ
又观察者向波源运动的速度为v,
波相对观察者的速度为v+V,而λ不变
f′=v+V/λ=(v+V)f/V=(1+v/V) f
f′>f
观察者接收到的频率大于波源频率,
ֶ音调变高
(3)观察者不动,波源运动:
V源nT
nλ’
nλ
波源向观察者靠近时,由于波向前传播一个波长的距离时。波源也向前运动一定距离,这样使波传播的波长变小,单位时间内使观察者接收到完全波的个数增多,即f波源<f观察者,波频增加,音调变高
波源远离观察者时,f波源>f观察者,波频降低,音调变低
定量分析:
观察者相对介质静止,波源向观察者运动
观察者不动,波速相对于观察者的速度仍
为V
波向观察者运动时,波源也向观察者运动,通过观察者的波长变短,观察者得到的波长
λ′=λ-uT
v=λf 波源产生的频率f=v/λ
λ′=V/f-λ/f=V-u/f
观察者接收到的频率f=V/λ=Vf/V-u