浙江省衢州市仲尼中学高二物理《多普勒效应》教案

1 浙江省衢州市仲尼中学高二物理浙江省衢州市仲尼中学高二物理 多普勒效应多普勒效应 教案教案 w w 一 教材分析 是本教材新增加的 目的是希望学生对波源与观察者相对运动有更全面 更深人和更 接近实际的认识 知道影响因素不 只一个 分析问题应综合考虑 抓住主要方面 但真正 的实际问题比较复杂 教学中并不要求深人讨论这些实际问题 也不要求对影响进行深入 分析 教学中要注意掌握好分寸 二 学情分析 1 培养 学生的阅读和自学能力 2 通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考 3 通过原理分析 具体计算及实验验证的过程 使学生学会分析解决实际问题的两种 基本方法 理论分析 计算和实验 三 教学目标 1 知道波源的频率于观察者接受到的频率的区别 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 四 教 学重点 多普勒效应及 产生的原因 五 教学难点 对多普勒效应的解释 六 教学过程 一 多普勒效应 1 现象 奥地利物理学家多普勒发现 当波源和观察者之间有相对运动时 观察者会感到 频率发生变化 演示课件 听行驶中火车的汽笛声 当火车向你驶来时 感觉音调变高 当火车离你远去时 感 觉音调变低 音调由频率决定 频率高音调高 频率低音调低 2 多普勒效应 由于波源和观察者之间有相对运动 使观察者感到频率变化的现象叫做多 普勒效应 3 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 我们在初中学过声音是由振动产生的 振动的频率决定声波 的音调 演示课件 声波的波面图 说明 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 观察者接收到的频率 即单 位时间接收 到的完全波的个数决定的 如图 10 18 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 2 此观察者接收到的波的频率没有改变 听到的是 原声原调 图 10 18 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 演示课件 波源相对介质不动 观察者朝着波源运动的情况 可以看到 在单位时间内 观察者接收到的完全波的个数增多 即接 收到的频率增大 举例 如图 10 19 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 即接收到的频率增 大 图 10 19 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 演示课件 观察者相对介质不动 波源向着观察者运动的情况 可以看到 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 10 20 所示 因此 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 图 10 20 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随同 某一个波峰一起远 离波 源 会是什么情景 在运动过程中 你接收不到任何一个完 全波 接收的频率变为零 即听不到波源的声响 4 多普勒效应是波动过程共有的特征 不仅机械波 电磁波和光波也会发生多普勒效应 二 多普勒效应的应用 1 声波的多普勒效应不只是用来 欣赏 火车笛声的变化 它也有许多重要应用 当一 束超声波射到人体内两种组织的界面时将发生反射 当界面处于运动状态时 如心脏的 跳动 反射回来的超声波频率将因多普勒效应而发生变化 由此可以探测人体内脏器 官因病变而引起的运动异常状况 现代医学上使用的胎心检测器 血流测定 仪等有许 多都是根据这种原理制成 2 根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢 以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等 3 红移现象 在 20 世纪初 科学家们发现许多星系的谱线有 红衣现象 所谓 红衣现 象 就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移 这种现象可以用多普勒效应加以解释 由于星系远离我们运动 接收到的星光的频率变小 谱线就向频率变小 即波长变大 的 红端移动 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 小结 多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对运动 使观察者感到频 率发生变 化的 现象 他是奥地利物理学家多普勒在 1842 年发现的 七 板书设计 1 波源与观察者相互靠近 频率变大 2 波源与观察者相互远离 频率变小 八 课后练习 1 下面哪些因素影响交流发电机产生的电动势的最大值 A 磁感强度 B 线圈匝数 3 C 线圈面积 D 线圈转速 E 线圈初始位置 2 甲 乙两电路中电流与时间关系如图 1 属于交变电流的是 A 甲乙都是 B 甲是乙不是 C 乙是