选修3-4《2.5多普勒效应》新课标优质课教案设计

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因此关于多普勒效应的教学，应该重在了解和应用，所以我认为一定不要讲的太难，只需让学生理解当波源接近和远离接收器时，接收到的频率会不一样，接近时频率高，远离时频率低即可；同时应该适当的多介绍一些多普勒效应的物理学史内容及实际应用，在讲解的同时应充分利用多媒体手段，使教学过程生动形象，易于理解，以获得最好的教学效果。

1.2?教学过程的具体流程

【引入】

提出问题：生活中存在这么一种现象，一辆汽车从身边疾驶而过，车上喇叭的音调有一个从高到低的突然变化；站在铁路旁边听列车的汽笛声也能够发现，列车迅速迎面而来时音调较高，而列车迅速离去时则音调较低。

（教师用蜂鸣器演示，学生注意听音调的变化。）

为什么会发生这种情况？（图1）

什么是多普勒效应：1842年，奥地利科学家多普勒（J.C.Doppler）带着女儿在铁道旁散步时也注意到了类似的现象，他经过认真的研究，发现波源和观察者互相靠近或者互相远离时，都会使观察者感到频率发生了变化，并且做出了相应的解释，因此人们把这种现象叫做多普勒效应。

（?播放视频）

【多普勒效应的定性分析】

为了更好的了解多普勒效应，可以做这样一个模拟实验。（看教材图）

让一队人沿街行走，观察者站在街旁不动，每秒有9个人从他身边通过．这种情况下的“过人频率”是9人/秒（图2）；

如果观察者逆着队伍行走，每秒和观察者相遇的人数增加，也就是频率增加（图3）；

反之，如果观察者顺着队伍行走，频率降低（图4）．

·通过上面的演示，可以得到怎样的结论？

为了更科学的说明问题，用水波代替声波（都是机械波），做如下演示实验。

在盛有清水的大水槽中，以一端粘有直径约为8ｍｍ的石蜡球的细弹簧作为弹簧单振子，使单振子与水面接触，如图5所示。若使单振子沿竖直方向周期性地上下击打水面，这时，水面上就形成向四周传播的周期性同心圆波。若将振动着的单振子在水面上向右平移、便可看到从振源中心到右槽壁间的波纹变密、波长缩短，右壁接收波的频率变大，而振源中心到左槽壁的波纹变疏，波长增大，左槽壁接收波的频率变小，波形如图6所示。（做该实验时，水槽尽量大些，为减少反射波的影响，可用多层纱布条缝叠在一起，挂在水槽壁内，以吸收传到槽壁的波）。

·这个实验说明什么问题？

通过上面的演示，可以帮助学生更好的理解多普勒效应，同时强调波源与观察者有相对运动时，波源（单振子）的频率没有发生变化，观察者（槽壁）接受的频率发生变化，与波源频率不同，波源靠近观察者时，观察者（右槽壁）接受到的频率大于波源的实际频率；波源远离观察者时，观察者（左槽壁）接受到的频率小于波源的实际频率。

【多普勒效应的科学解释】

据说为了计算出“多普勒效应”的数学关系式，多普勒曾让几位吹号人坐在一节平板火车上，让几个对音调特别敏感的音乐家坐在铁轨附近。一辆机车拉着那节平板车厢用不同的速度来来回回开了两天，在地面的音乐家们“记下了”火车接近和远离时号声不同的音符，得出了多普勒公式。下面对多普勒效应作一下简单的科学解释。

若波源和观察者相对介质都不动（图7）， 即接受到的频率等于波源频率