淺析聲波的多普勒效應(yīng)

1、淺析聲波的多普勒效應(yīng)淺析聲波的多普勒效應(yīng)在日常生活和工程技術(shù)方面，多普勒效應(yīng)的應(yīng)用非常廣泛，如測定遙遠(yuǎn)天體相對地球的運(yùn)動速度，人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動情況，流體的流動，潛艇的速度，還可應(yīng)用于報(bào)警，檢查車速，醫(yī)學(xué)診斷等筆者在此對聲波的多普勒效應(yīng)討論簡介如下：一、什么是多普勒效應(yīng)在日常生活中，我們有過這樣的經(jīng)驗(yàn)，在鐵路旁聽行駛中火車的汽笛聲，當(dāng)火車鳴笛而來時(shí)，人們會聽到汽笛聲的音調(diào)變高相反，當(dāng)火車鳴笛而去時(shí)，人們則聽到汽笛聲的音調(diào)變低像這樣由于波

2、源或觀察者相對于介質(zhì)有相對運(yùn)動時(shí)，觀察者所接收到的波頻率有所變化的現(xiàn)象就叫做多普勒效應(yīng)這種現(xiàn)象是奧地利物理學(xué)家多普勒（1803～1853）于1842年首先發(fā)現(xiàn)的，因此以他的名字命名二、多普勒效應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)在上述火車鳴笛的例子中，實(shí)際上火車鳴笛的頻率并沒有改變，而是由于聲源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使人耳接收到聲音的頻率發(fā)生了變化，所以人耳聽到汽笛的音調(diào)發(fā)生了變化為了說明這個(gè)問題，我們可以用水波代替聲波（都是機(jī)械波），做如下演示實(shí)驗(yàn)圖1在盛

3、有清水的大水槽中，以一端粘有直徑約為8ｍｍ的石蠟球的細(xì)彈簧作為彈簧單振子，使單振子與水面接觸，如圖1所示若使單振子沿豎直方向周期性地上下?lián)舸蛩?，這時(shí)，水面上就形成向四周傳播的周期性同心圓波若將振動著的單振子在水面上向右平移、便可看到從振源中心到右槽壁間的波紋變密、波長縮短，右壁接收圓波的頻率變大，而振源中心到左槽壁的波紋變疏，波長增大，左槽壁接收圓波的頻率變小，波形如圖2所示（做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，水槽盡量大些，為減少反射波的影響，可用多層紗布

4、條縫疊在一起，掛在水槽壁內(nèi)，以吸收傳到槽壁的圓波）圖2該實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)簡單，易于取材，制作簡便，便于操作，直觀性強(qiáng)，可信度高，具有較好的實(shí)驗(yàn)效果實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單振子（振源）本身的頻率并沒有改變，而是水槽壁（接收者）接收的水波的頻率發(fā)生了變化，這就與上述火車鳴笛的情況相類似了通過該實(shí)驗(yàn)的演示，我們就不難理解波的多普勒效應(yīng)了三、聲波多普勒效應(yīng)的理論分析結(jié)合教材的闡述，我們還知道，當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動時(shí)，如果二者相互接近，觀察者接收到波的頻

5、率增大；如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到波的頻率減小對于這種變化關(guān)系，下面筆者由淺入深地分三種情況針對聲波做如下討論天體正在以一定的速度離我們遠(yuǎn)去；有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以根據(jù)火車的汽笛聲判斷火車的運(yùn)行方向及快慢；交通指揮系統(tǒng)可以根據(jù)電磁波的多普勒效應(yīng)，指示出汽車的位置及速度在軍事上，可以判定導(dǎo)彈、潛艇的運(yùn)行方向及速度大??；在天文學(xué)上可以測定人造衛(wèi)星或星球相對地球的運(yùn)行速度；在醫(yī)學(xué)上，可以利用超聲波的多普勒效應(yīng)對心臟跳動情況進(jìn)行診斷總之，多普勒效