魯科版選修34 2.4多普勒效應(yīng) 教案.doc

4、多普勒效應(yīng) l 【教學(xué)目標(biāo)】：1.知識(shí)與技能 （1）知道波源的頻率和觀察者接受到的頻率的區(qū)別（2）知道什么是多普勒效應(yīng)（3）了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。2.過程與方法：通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)眼觀、耳聞的技能，并培養(yǎng)表述物理問題的能力。 3.情感態(tài)度價(jià)值觀： 體驗(yàn)生活與物理的關(guān)系，激發(fā)分析和探究物理現(xiàn)象的興趣，培養(yǎng)合作與交流的習(xí)慣。l 【教學(xué)重點(diǎn)】：l 多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生的原因l 【教學(xué)難點(diǎn)】：l 波源的頻率和觀察者接受到的頻率的區(qū)別l 【教學(xué)器材】：l 多普勒效應(yīng)素材視頻、投影儀l 【教法學(xué)法】：l 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)問題、分析法l 【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】：:1、 復(fù)習(xí)引入（1） 波的疊加遵從的基本原理是什么？波的干涉的必要條件是什么？干涉圖樣的特征是什么？（2） 什么是波面：也稱波陣面。從波源發(fā)出的振動(dòng)，在傳播過程中，在界質(zhì)中振動(dòng)相位相同的點(diǎn)組成的面。（3） 在談波的傳播時(shí)，我們已經(jīng)知道，頻率是有波源決定的、波速是由界質(zhì)決定的，波長則由頻率和波速共同決定。也就是說，波源的振動(dòng)頻率確定后，波的頻率就會(huì)固定不變，在同一界質(zhì)中它的波長也不會(huì)改變。這種情況是不是絕對(duì)的呢？今天，我們就來看一看波在傳播時(shí)的一種特殊現(xiàn)象2、 【板書】：多普勒效應(yīng)（1） 素材展示：播放視頻“火車進(jìn)站和出站”學(xué)生觀察：火車進(jìn)站時(shí)汽笛的聲調(diào)和出站時(shí)聲調(diào)的高低比較。學(xué)生思考：火車汽笛本身的發(fā)音是否變化（回憶：作為乘客坐在火車上的人，感受汽笛的聲調(diào)發(fā)生變化嗎？）分析：坐在火車上的乘客感到汽笛聲未變，是因?yàn)槁曉聪鄬?duì)聽者是靜止的，路旁的人感到汽笛聲調(diào)發(fā)生變化，是因?yàn)槁曉聪鄬?duì)聽者是運(yùn)動(dòng)的。而當(dāng)聲調(diào)發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)我們的物理常識(shí)可以判斷，應(yīng)該是聲音的頻率發(fā)生了變化。我們這種因?yàn)椴ㄔ春陀^察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使觀察者感到波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為【板書】：多普勒效應(yīng)：波源相對(duì)觀察者發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者感到波的頻率發(fā)生改變。這一效應(yīng)是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年首先發(fā)現(xiàn)的，所以稱為多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象.學(xué)生列舉：多普勒效應(yīng)的事例補(bǔ)充過渡：形成多普勒效應(yīng)的原因是什么呢？（2） 多普勒效應(yīng)分析a 做分析之前，我們需要介紹幾個(gè)新的名詞a、完全波：一個(gè)波長的波可以稱為完全波。b、波源的頻率和觀察者接受到的頻率：波源的頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)。觀察者接受到的頻率：觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接受到的完全波的個(gè)數(shù)。b 多普勒效應(yīng)分析板圖以及板圖說明（一根實(shí)線表示一個(gè)完全波的波面）分析：a、當(dāng)波源相對(duì)觀察者不動(dòng)時(shí)b、當(dāng)波源相對(duì)觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)波源不動(dòng)，觀察者向波源運(yùn)動(dòng)。分析教材圖10-29。說明：波長未變，觀察者“提前”接受到了波源發(fā)出的波，接受到的頻率大于波源頻率。*計(jì)算：設(shè)波源頻率為f ，波速為v ，觀察者運(yùn)動(dòng)速度為u ，則觀察者接受到的頻率f為多少？解：在時(shí)間t內(nèi)，波源發(fā)波ft個(gè)，觀察者接受的波的個(gè)數(shù)為ft + = ft + 答：f= f說明：如果u的方向不是正對(duì)聲源學(xué)生定性解釋“觀察者相對(duì)聲源遠(yuǎn)離”的多普勒效應(yīng)觀察者不動(dòng)，波源向觀察者運(yùn)動(dòng)。分析教材圖10-30。說明：波面被“壓縮”，波長變短，波速未變，致使接受到的頻率大于波源頻率。*計(jì)算：設(shè)波源頻率為f ，波速為v ，波源運(yùn)動(dòng)速度為u ，則觀察者接受到的頻率f為多少？解：在時(shí)間t內(nèi)，波源發(fā)波ft個(gè)，“新波長”= =- 然后f= 答：f= f說明：如果u的方向不是正對(duì)聲源說明：兩類多普勒效應(yīng)不能用運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性簡(jiǎn)單地解釋成一種，應(yīng)分開分析。學(xué)生定性解釋“聲源遠(yuǎn)離觀察者”的多普勒效應(yīng)3、 【板書】：多普勒效應(yīng)的應(yīng)用（1） 不僅是機(jī)械波，以后要學(xué)到的電磁波和光波，也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng).板書：多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過程共有的特征.（2） 學(xué)生閱讀課文最后一段，總結(jié)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用：有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車的汽笛聲判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向和快慢.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時(shí)的尖叫聲判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去.交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來時(shí)，接收到的頻率發(fā)生變化，由此可指示汽車的速度.由地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度.4、 小結(jié)等等定義：觀察者接收到的頻率與波源的頻率不相等的現(xiàn)象就叫多普勒效應(yīng)成因：波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：應(yīng)用：判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向與快慢判斷汽車的速度判斷很遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度波源與觀察者相互接近時(shí)，觀察者接收到的頻率變大波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率變小 多 普 勒 效 應(yīng)本節(jié)我們學(xué)習(xí)了多普勒效應(yīng)，并對(duì)多普勒效應(yīng)作了定性和定量地解釋，我們需要掌握的時(shí)定性分析。多普勒效應(yīng)是波在傳播時(shí)的一種特殊現(xiàn)象，不僅機(jī)械波有多普勒效應(yīng)，電磁波也有。鞏固練習(xí)：（1） 關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說法中正確的是a.多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的 b.多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生了改變c.多普勒效應(yīng)是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的d.只有聲波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)（2） 炮彈由遠(yuǎn)處飛來從頭頂呼嘯而過的整個(gè)