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1、上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲 10.6 多 普 勒 效 應10.6.1 波源靜止而觀察者運動 10.6.2 觀察者靜止而波源運動 10.6.3 觀察者和波源在同一直線上運動 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲 10.6 多 普 勒 效 應多普勒效應由于波源和觀測者的相對運動，造成觀測頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象.v是介質中某點三量的關系. 關系式 振源、觀測者的相對運動狀態(tài),直接影響觀測者探測到的頻率. 觀察者觀測到的波速 v 與觀測到的波長 之比稱為觀測頻率 v波源和觀察者相對于介質靜止 . 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和

2、聲 以介質為參考系，并設波源和觀測者的運動都發(fā)生在它們之間的聯(lián)線上.v源波源相對于介質的速度,趨近觀察者為正; v觀 觀察者相對介質的速度,趨近波源為正; v介質中的波速 波源發(fā)射頻率.10.6.1 波源靜止而觀察者運動 即 v 源= 0, v觀 0 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲 觀vv )1( vv 觀 觀察者迎向波源，相對觀察者波的速率 v+v觀 ，單位時間通過觀察者的完整波長數(shù)（頻率）為頻率升高觀察者離開波源，同理可得觀察者接受到的頻率： vvv觀頻率降低S 0源vvTvv觀vvv觀 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲00 觀源vv v

3、Tvv v 1 源 Tvv源源迎著觀察者，觀測者測到的頻率為：遠離 vTS Tv源v 10.6.2 觀察者靜止而波源運動 源vv v 源vv v 21 o 源v s2s1s 觀 = 0v 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲Tvvv源觀 源觀vv vv觀測者測得頻率為：注意： 對于彈性波，不存在橫向多普勒效應，因此，如果波源和觀測者的運動不是沿它們的聯(lián)線方向（縱向），以上各式中的v 源和v觀應當理解為波源和觀測者的速度的縱向分量.相向遠離 10.6.3 觀察者和波源在同一直線上運動Tvvv源觀 源觀vv vv 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲 分別用

4、1和2 表示波源速度和觀察者速度與波源與觀察者連線的夾角，有 12coscos源觀vv vv 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲超聲多普勒效應測血流速利用聲波的多普勒效應可以測定流體的流速，振動體的振動和潛艇的速度，還可以用來報警和監(jiān)測車速。在醫(yī)學上，利用超聲波的多勒效應對心臟跳動情況進行診斷，如做超聲心動、多普勒血流儀等. 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲例題1 如圖表示用超聲波多普勒效應測血球速度。換能器T發(fā)射超聲波射于血球，并接受反射波. 試研究如何用此儀器測出血球速度大小.解 聲波從換能器T射向血球C，換能器和血球分別為靜止波源和運動的觀察

5、者，血球接受到的頻率為v和v 血各表示聲波在靜止介質中的波速和血球速率，為T與血球C連線與血球速度夾角，為超聲波發(fā)射頻率. (1)vvv /)cos( 血 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲 cos2 vv 血 cos2 vv血血vv coscos血血vv vv 換能器接受到的頻率 )cos( 血vvv (2)由（1）和（2）得 血球速率為 換能器發(fā)出的和接受到的頻率之差(多普勒頻移) 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲例題2一聲源振動的頻率為2040 H z ,以速度u向一反射面接近,觀察者在A處測得拍頻 H z,如聲速為 340 m/s ,求波源

6、移動的速度.如果波源不動,反射面以速度VR=0.20m/s向觀察者接近,測得拍頻4 H z ,求波源的頻率.解1. 觀察者不動，波源運動.觀察者接收到的頻率有：直接從遠離它的波源來的聲音和經反射面反射后的頻率，兩者形成拍.反射面接收到的是向它接近的波源的頻率；反射面不動所以反射面入射頻率等于反射頻率.反射面A觀察者u聲源 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲suVVuVV s來自波源由反射面解出：反射面A觀察者u聲源拍頻 m/s 25.0u2. 若波源不動，反射面運動.觀察者接收到的頻率有：直接從靜止的波源來的聲音和經相向運動的反射面反射后的頻率，兩者形成拍.反射面A觀察者聲源V 上 頁 下 頁 結 束返 回 第 十 章 波 動 和 聲反射面接收到的是“觀察者”接近波源的頻率；因反射面運動，所以，A 觀察者接收到的反射頻率是反射面作為運動的波源而來的反射頻率. sR VVV 反射面反射面 RR VV V sRRssRR 2 VV VVV VV 來自波源來自反射面拍頻 H z3398H z2.02 4)2.0340(2 RRs VVV