1、多普勒效应,当波源S和接收器R有相对运动时, 接收器所测得的频率 R不等于波源振动频率 S的现象,一. 机械波的多普勒效应,参考系 : 媒质,符号规定 : 以波的传播方向（S与R连接方向）为正方向,R,S,S:波源振动频率,:波的频率,(媒质中质点的振动频率、,单位时间内传过质点的完整波数）,R:接收频率,（单位时间内传过接收器的完整波数）,Vs , VR 与波速方向相同为正；反之为负,1. 波源和接收器都静止 (VS=0,VR=0),R = = S,2. 波源静止,接收器运动 (VS =0,设 VR0), = S, 但 R ,3. 接收器静止,波源运动 (VR=0,设VS0),3. 接收器静
2、止,波源运动 (VR=0,设VS0),3. 接收器静止,波源运动 (VR=0,设VS0),R = , 但 S,S,S,实 = uTS VSTS,4. 接收器、波源都运动(设 VS 、VR均0),S R,说明：,1.上式适用于一维声波多普勒效应的任意情况，其中：,（1）若S与R相互接近,1）,2),（2）若S与R相互远离,1）,2),Sheng,声多普勒效应：,1）波源的运动影响波在媒质中的波长：,实 = uTS VSTS,2）接收器的运动影响接收频率：,（2）若S和R的运动不在二者连线上,（3）若波源速度超过波速(VSu), 超音速飞机会在空气 中激起冲击波,飞行速度与声速的比值 VS/u(称
3、马赫数)决定 角,有纵向多普勒效应,无横向多普勒效应,V : 、相对速度的绝对值,1. 纵向效应（=0）,二. 光波的多普勒效应,2. 横向效应（= ）,横向效应频移(=R-S) 纵向效应的频移,三. 多普勒效应的应用,例1.声波在空气中的传播速度为u1， 在铜板中的传播速度为u2 . 设频率为 0的声波从静止波源S发出，经空气 传播到速度vu1向前运动的平行铜板，在铜板的正前方 有一静止的接收者B，则S接收到的由铜板反射回的声波 频率1和B接收到的透射声波频率2.,解：,铜板接收到 的声波频率：,铜板中声波传播的速度为u1,但各质点的振动频率均为.,故铜板作为反射波源和透射波源,其振动频率均
4、为.,例1.声波在空气中的传播速度为u1，在铜板中的传播 速度为u2 . 设频率为0的声波从静止波源S发出，经空气 传播到速度vu1向前运动的平行铜板，在铜板的正前方 有一静止的接收者B，则S接收到的由铜板反射回的声波 频率1和B接收到的透射声波频率2.,例2、(1)一波源 ( 振动的频率为2040Hz )以速度vs向一反射面接近 (见图) 观察者在A点听得拍音的频率为 n = 3Hz ，求波源移动的速度vs ，声速为340m/s；(2)若(1)中波源没有运动，而反射面以速度v=0.20m/s向观察者人接近,所听得的拍音频率n = 4Hz。求波源的频率。,解：,设声速为u 观察者从波源直接听到的频率为,由反射面反射后的波的频率为,取“+”,(2)若(1)中波源没有运动，而反射面以速度v=0.20m/s 向观察者接近,所听得的拍音频率n = 4Hz。求波源 的频率。,解：,观察者从波源直接听到的频率为,反射面接收到的波的频率为,反射面反射回的波的频率为,作业,2.24 2.27 2.28,
