高中选修第一册《5 多普勒效应》优质课教案下载

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2、知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。

3、了解多普勒效应的一些应用。

教学重点：多普勒效应及产生的原因 教学难点：对多普勒效应的解释

一、多普勒效应

1、情景：听行驶中火车的汽笛声，你会感觉到汽笛音调发生变化。你能谈谈音调是如何变化的吗？

2、多普勒效应：由于 之间有相对运动，使观察者感到 的现象叫做多普勒效应。

3、多普勒效应是 物理学家 在1842年发现的，它是波动共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应。

4、多普勒效应的成因：声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接受到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的。

解释：

（1）音调是由频率决定的．

如图所示，当波源S和观察者A都不动，若波源频率为20Hz，则波源每秒发出20个完全波，这20个完全波通过观察者的时间为1S，即观察者每秒接收20个完全波，因此观察者接收到的波的频率没有改变，听到的是“原声原调”．

（2）当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会改变．

①波源相对介质不动，观察者向着波源运动的情况．

举例：如图所示，波源不动，观察者向波源由A点经1秒钟运动到B点，虽然波源每秒仍发出20个完全波，但观察者每秒接收到21个完全波。

观察者朝着波源运动，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大．同样的道理，当观察者远离波源，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小．

②观察者相对介质不动，波源向着观察者运动的情况．

波源向右运动时，波源右方的波面变得密集，左方的波面变得稀疏，也就是说，波源右方的波长变短，左方的波长变长，如图所示，当观察者在波源右方时，单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收的频率增大．同理，当观察者在波源左方时，接收到的频率减小．

小结：当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小．

讨论：想像你以声波的速度远离波源，会是什么情景？你能听到波源的声音吗？

二、多普勒效应的应用

1、有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢

2、有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去.

3、交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可测定汽车的速度.

4、由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度.

5、科学家们发现许多星系的谱线有“红移现象”， 科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度，这种现象是证明宇宙在膨胀的一个有力证据。