【物理学导论-波动与光学】第20章波动（第7节）

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1、多普勒效应由于波源、探测器的相对运动而引起探测的频率与波源发射的频率不等的现象§7多普勒效应1一.关于波速与介质和波的类型有关而与波源无关波一旦从振源发出就忘记了自己的来源而以介质给定的特定速度在介质中传播或换言之：2波的频率介质中某点单位时间内振动的次数波长一个完整波在介质中沿波线展开的长度是介质中某点三量的关系结论：关系式3三种频率：振源振动的频率介质中某点振动的频率探测器探测的频率振源、探测器的相对运动状态直接影响人们探测到的频率（波的频率）4二.机械波的多普勒效应在本问题中以介质作参考系先讨论波源、探测器的运动发生在两者的连线上振源

2、相对介质的速度探测器相对介质的速度波在介质中的传播速度解决由于S、R的相对运动注意：与的关系5以前的讨论均属此种情况源和探测器相对介质均不动方向沿两者连线第一种情况6R迎着源S第二种情况：由由在介质中波长为且探测器迎着波源而动，则在单位时间内，探测器接收到完整波的个数会增加。7则R远离SR迎着源S探测器单位时间内接受到的完整波的个数增加了结果频率频率8R迎着源SR远离源S由于波源不动所以介质中的波长不变相当于改变了波的传播速度归纳：9S迎着RS静止由第三种情况10S静止介质中波长变为频率S远离R频率11S迎着RS远离R归纳：波长发生了变化迎

3、离12水波的多普勒效应（波源向左运动）13相向远离相当于波速增加波长变短相当于波速减少波长变长第四种情况14三.需要说明的问题1.R、S运动任意如果垂直连线运动则有相向分量有远离分量机械波：只有纵向效应152.激波uΔt····时，后发出的波面将超越先发出的波面形成锥形波阵面—冲击波（船舷波）·S16冲击波带—马赫数对超音速飞机的最小飞行高度要有一定限制马赫锥形成的锥叫马赫锥uΔt·····S17超音速的子弹在空气中形成的激波（马赫数为2）183.光波的多普勒效应特点：1）由光速不变原理只存在源与探测器之间的相对速度V2)既有纵向效应又有

4、横向效应4.应用1）测量天体相对地球的视线速度远处星体发光有红移现象---宇宙大爆炸由红移可得恒星的退行速度192）光谱线的多普勒增宽发光原子的热运动引起，所以实际光源发光（复色光）不可能是单一频率（单色光）的3）技术上，测量运动物体的视线速度如飞机接近雷达的速度，汽车的行驶速度，人造卫星的跟踪，流体的流速4）医学上“超”，利用超声波的多普勒效应体检20警察用多普勒测速仪测速超声多普勒效应测血流速21超声波胎儿的超声波影象（假彩色）>20000Hz的声波了解其应用第20章结束22