多普勒效應(yīng)教案

1、2.6多普勒效應(yīng) 教學(xué)目標(biāo)： 1、知道波源的頻率于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)，知道它是波源與觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。 3、了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用。 4、通過物理現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 5、培養(yǎng)學(xué)生具有將物理知識(shí)服務(wù)于生活的意識(shí)。 教學(xué)重點(diǎn)：多普勒效應(yīng)及產(chǎn)生的原因 教學(xué)難點(diǎn)：對多普勒效應(yīng)的解釋 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入新課： 提醒學(xué)生回憶當(dāng)自己在汽車站、火車站、馬路邊時(shí)，聽到喇叭聲、汽笛聲有何變化，規(guī)律如何？并播放錄音（像）。 1842年初夏的一天，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著心愛的女兒在鐵道旁散步時(shí)發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，偶然中孕育著必然，多普勒對這種現(xiàn)象進(jìn)行了認(rèn)真

2、的研究，總結(jié)出了其中的規(guī)律。這節(jié)課我們將共同來研究相關(guān)問題。 二、新課展示： 一）、多普勒效應(yīng)： 1、現(xiàn)象：奧地利物理學(xué)家多普勒發(fā)現(xiàn)：當(dāng)波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者會(huì)感到頻率發(fā)生變化。 聽行駛中火車的汽笛聲當(dāng)火車向你駛來時(shí)，感覺音調(diào)變高；當(dāng)火車離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺音調(diào)變低（音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低）。 2、多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)（注意區(qū)分兩個(gè)頻率）。 3、多普勒效應(yīng)的成因：聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長的波，頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)，而觀察者

3、聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接受到的頻率，即單位時(shí)間接收 到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。解釋： （1）音調(diào)是由頻率決定的 我們在初中學(xué)過聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)的頻率決定聲波的音調(diào) 演示課件：聲波的波面圖 說明：聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長的波，頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的頻率，即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè) 數(shù)決定的若波源頻率都不動(dòng)，和觀察者A如右圖所示，當(dāng)波源S個(gè)完全波通過個(gè)完全波，這20為20Hz，則波源每秒發(fā)出20個(gè)完全波，因此，即觀察者每秒接收20觀察者的時(shí)間為1S ”觀察者接收

4、到的波的頻率沒有改變，聽到的是“原聲原調(diào)觀察者接收到的頻當(dāng)波源和觀察者有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，（2） 率會(huì)改變 演示課件：波源相對介質(zhì)不動(dòng)，觀察者朝著波源運(yùn)動(dòng)的情況可以看到，在單位時(shí)間內(nèi)，觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)增 多，即接收到的頻率增大點(diǎn)經(jīng)舉例：如右圖所示，波源不動(dòng)，觀察者向波源由A個(gè)完全波，但觀201秒鐘運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，雖然波源每秒仍發(fā)出 21察者每秒接收到個(gè)完全波，即接收到的頻率增大當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源，觀察者在單位時(shí)間內(nèi)同樣的道理， 接收到的完全波的個(gè)數(shù)減少，即接收到的頻率減小 演示課件：觀察者相對介質(zhì)不動(dòng)，波源向著觀察者運(yùn)動(dòng)的情況 波源右方的波面變得密集，可以看到，波源向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，左方的波面變得稀疏

5、，也就是說，波源右方的波長變短，左方的波長變長，如右圖所示，因此，當(dāng)觀察者在波源右方時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)增多，即接收的頻率增 大同理，當(dāng)觀察者在波源左方時(shí)，接收到的頻率減小 師生共同總結(jié)： 聲源和觀察者相對位置變化與音調(diào)變化的關(guān)系聲音音由于聲源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到聲音頻率發(fā)生變 小結(jié)：當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小 討論：想像你以聲波的速度隨同某一個(gè)波峰一起遠(yuǎn)離波源，會(huì)是什么情景？（在運(yùn)動(dòng)過程中，你接收不到任何一個(gè)完全波，接收的頻率變?yōu)榱悖绰牪坏讲ㄔ吹穆曧懀?4、多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過程共有

6、的特征，不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。 二）、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用： 聲波的多普勒效應(yīng)不只是用來“欣賞”火車笛聲的變化，它也有許多重要應(yīng)用： 1、判車船運(yùn)動(dòng)的方向和快慢（聲波，電磁波）： 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. 2、判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的速度（光波）： 紅移現(xiàn)象：在20世紀(jì)初，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有“紅衣現(xiàn)象”，所謂“紅衣現(xiàn)象”，就是整個(gè)光譜結(jié)構(gòu)向光譜紅色的一端偏移，這種現(xiàn)象可以用多普勒效應(yīng)加以解釋：由于星系遠(yuǎn)離我們運(yùn)動(dòng)，接收到的星光的頻率變小，譜線就向頻率變小（即波長變大）的紅端

7、移動(dòng)。科學(xué)家從紅移的大小還可以算出這種遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)的速度。這種現(xiàn)象，是證明宇宙在膨脹的一個(gè)有力證據(jù)。 3、多普勒超聲診斷（超聲波） 當(dāng)一束超聲波射到人體內(nèi)兩種組織的界面時(shí)將發(fā)生反射，當(dāng)界面處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)(如心臟的跳動(dòng))，反射回來的超聲波頻率將因多普勒效應(yīng)而發(fā)生變化，由此可以探測人體內(nèi)臟器官因病變而引起的運(yùn)動(dòng)異常狀況。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的胎心檢測器、血流測定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。 三）、出示小結(jié)、思考題： 1、敘述波源的頻率和觀察者接收到的頻率的區(qū)別 2、什么是多普勒效應(yīng)？ 、舉例說明多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用。3四）、針對性練習(xí)： 1、多普勒效應(yīng)是指：當(dāng)波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，使_頻率發(fā)生變

8、化的現(xiàn)象。 2、在鐵路旁聽到行駛中的火車的汽笛聲，當(dāng)火車迎面駛來時(shí)，音調(diào)變高，火車遠(yuǎn)離時(shí)，音調(diào)變低，是因?yàn)? ) A、火車駛來時(shí)，聲源頻率變大 ；B、火車遠(yuǎn)離時(shí)，聲源的頻率變小C、火車駛來及遠(yuǎn)離時(shí)，聲源的頻率都不變；D、以上說法均不正確 3、關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是( ) 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)生改變 C、只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng) D、多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的 三、家庭作業(yè)與活動(dòng)： 1、完成課后家庭作業(yè)與活動(dòng)相關(guān)習(xí)題； 2、完成配套資料相關(guān)習(xí)題； 四、板書設(shè)計(jì)： 多普勒效應(yīng) 概念：由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。 規(guī)律： 聲 源 靜 止 靜 止 靠 近 遠(yuǎn) 離 者察觀