2.5多普勒效应教案（人教版选修3-4）

7 多普勒效应【知识回顾】1波的独立性原理和波的叠加原理2什么叫波的干涉？干涉图样是怎样的？相干条件是什么？3、如何判断干涉区域中某点振动加强还是减弱？【学习目标】1 知道什么是多普勒效应，知道它是在波源和观察者之间有相对运动时产生的现象。2 能运用多普勒效应解释一些物理现象。3 知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。4了解多普勒效应的实际应用，了解分析证实多普勒效应的过程。【自主探究】一、多普勒效应 阅读课本P41-42完成以下填空:1多普勒效应由于波源和观察者之间的相对运动（即波源与观察者相互靠近或者相互远离时），观察者感觉到_的现象叫做多普勒效应。当波源与观察者相互靠近时，观察者感到频率_。当波源与观察者相互远离时，观察者感到频率_。（增大或减小）说明：多普勒效应是波共有的特征。 2音调和频率的关系：频率高-音调高，频率低-音调低3多普勒效应产生原因波源的频率等于单位时间内波源_的完全波的个数。观察者接受到的频率等于观察者在单位时间内_到的完全波的个数。（1）波源与观察者相对不动时，观察者接受到的频率_波源的频率。（2）观察者与波源有相对运动时，若波源的频率没有发生变化，观察者接受到的频率发生了变化。10波源相对介质不动，观察者向着波源运动，观察者单位时间内接受到完全波的个数_，即接受到的频率_；同理，如果观察者远离波源运动，观察者单位时间内接受到完全波的个数_，即接受到的频率_；20观察者相对介质不动，而波源运动，波源接近观察者时，观察者接受到的频率_；波源远离观察者时，接受到的频率_；总之，当波源与观察者相互接近，观察者接收频率_，音调变_，反之若波源远离观察者，观察者接收频率_，音调变_。（高或低）注意：在波源和观察者之间有相对运动时,虽说观察者接收(感觉)到的频率发生了_,但波源的频率并_.（3）成因解释如右上图所示，波源不动，观察者运动。人耳在1s内由位置A移到位置B。虽然波源每秒发出完全波的个数n不变，但观察者每秒却接收到n+1个完全波。再如右下图所示，波源向右运动，观察者不动，波源由S1运动到S2。波源右方的波面变的密集，波长变短，左方的波面变得稀疏，波长变长。若观察者在波源右方，则单位时间内接收到的完全波的个数增多；若观察者在波源的左方，则观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少。(4)多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅是机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应例1、如图表示机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。（1）该图表示的是（ ）A.干涉现象 B.衍射现象 C.反射现象 D.多普勒效应（2）波源正在向哪个方向移动？（ ）A.OA点方向 B.OB点方向 C.OC点方向 D.OD点方向（3）观察到波的频率最低的位置是（ ）A.A处 B.B处 C.C处 D.D处练习1、下列说法正确的是：（ ）A疾驰的轿车鸣笛向我们驶来再驶去时,我们听到鸣笛声音的频率发生了变化,这是由于声源的频率发生了变化的缘故B.当汽车匀速向我们驶来时,我们听到它的鸣笛声的频率变高,驶去时频率变低C.当汽车匀速向我们驶来时,我们听到它的鸣笛声的频率不变,同样,驶去时的频率亦不变D.假若你在车前沿着车行驶的方向相对于车以声速前进,你将听不到汽车的鸣笛声二、多普勒效应的应用阅读课本P42、P43了解下列现象: （1）根据多普勒效应，交通警察向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，例如红外线，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，装有多普勒测速仪的警车有时就停在公路旁，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上。（2）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。宇宙中的星球都在不停地运动，测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。（3）医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，这种方法俗称彩超，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。（4）还有我们常说的GPS卫星全球定位系统就是用多普效应来定位的。例2. 有经验的铁路工人为什么可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢?练习2。试分析为什么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离。【当堂检测】 1关于多普勒效应，下列说法正确的是( )A多普勒效应是由于波的干涉引起的B多普勒效应说明波源的频率发生改变C多普勒效应应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D只有声波才可以产生多普勒效应2下列那些现象是多普勒效应（ ）A. 远去的汽车声音越来越小 B. 炮弹迎面飞来，声音刺耳 C. 火车向你驶来时，音调变高，驶离你而去，音调变低 D. 大风中，远处人的说话声时强时弱3设在某介质中一声波的波速V=100m/s，波源频率f=100HZ。(1)在波发出相当长的时间里,若波源和观察者都相对介质静止，则在t=1s里有_个波传到观察者A的位置，观察者感觉到的频率比波源的频率_（填：高、低、相等）(2)当波源不动,观察者以一定的速度向波源运动,则在t=1s里,观察者感受到的波的个数为_（填：增多、减少、不变）,这样观察者感受到的频率比波源的频率_（填：高、低、相等）(3)如果观察者是远离波源运动,则在t=1s里,观察者感受到的波的个数_（填：增多、减少、不变）,这样观察者感受到的频率比波源的频率_（填：高、低、相等）小结：【课后检测】 班级 姓名 学号 A:1、关于多普勒效应下列说法中正确的是（ ）A 只有机械波才能产生多普勒效应B 机械波、电磁波、光波等均能产生多普勒效应C 产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化D 产生多普勒效应的原因是观察者接受的频率发生了变化2、当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的音调（ ）A 变低B 不变C 变高D 不知声速和火车车速，不能判断3、下列事例中属多普勒效应运用的是（ ）A 利用声波来探测海水深度 B 由火车汽笛声来判断火车是进站还是出站C 战士从炮弹飞行的尖叫声来判断炮弹是接近还是远离 D 利用共鸣箱来使声音增强4、火车上有一个声源，发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是A 观察者静止，火车向他驶来 B 观察者静止，火车离他驶去C 火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 D 火车静止，观察者乘汽车远离火车运动5、由于波源与观察者之间有 ，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应。6、当波源与观察者有相对运动时，如果两者相互接近，观察者接收到的频率将_波源频率；如果两者远离，观察者接收到的频率将_波源频率。抛球时两人站着不动抛球时乙向甲跑来7、为了理解多普勒效应，可以设想一个抛球的游戏。设想甲每隔1s向乙抛一个球，如果甲、乙都站着不动，乙每隔1s接到一个球。如果甲抛球时仍站着不动，而乙以一定速度向甲运动，这时乙将用 （“大于”“小于”或“等于”）1s的时间接到一个球。B:8设在某介质中一声波的波速V=100m/s，波源频率f=100HZ。在波发出相当长的时间里,若波源和观察者都相对介质静止时，则在t=1s里有_个波传到观察者A的位置;观察者感觉到的频率与波源的频率_;当波源不动,观察者以V人=10m/s的速度向波源运动,则在t=1s里,观察者从A到B位置,感受到的波的个数为_个,这样观察者感受到的频率f1=_HZ;如果观察者是远离波源运动,则在t=1s里,观察者从A到C位置,感受到的波的个数为_个,这样观察者感受到的频率f2=_HZ.C:9如图744是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号。根据发出和接收到的信号间的时间差，