多普勒效应教学设计_第1页
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文档简介

1、第五节 多普勒效应也许你会有这样的体会:当警车向你驶来的时候,警笛的音调变高;当警车离开你向远处驶去时,音调变低。但实际上警笛的频率并没有改变,而是由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感觉到频率的变化,这样的现象叫做多普勒效应。(旁批 多普勒效应Doppler effect)初识多普勒效应下面通过实验来再次感受一下这种效应。专业术语多普勒效应Doppler effect观察与思考快速转动一端系着蜂鸣器的绳子,让大家感受一下音调的变化。想想为什么?当蜂鸣器随绳子运动时,由于相对于我们有相对运动,因此听起来有音调的变化。多普勒效应的成因讨论与交流图2-5-1,2-5-2,2-5-3是多普勒效应

2、的原理图,自己根据图分析一下多普勒效应的原理。图2-5-1 波源和观察者都不动 图2-5-2波源不动,观察者运动。观察者设波源频率为20Hz,则波源每秒 在每秒内由位置A 移到位置 B。波源每秒发出20个完全波,观察者每秒接收 发出20个完全波,但观察者每秒接收到21到20个完全波。 个完全波。图2-5-3当警车从身边高速驶过时,波源的频率变化情况的音调改变了。站在警车前面,声波将发生聚焦,波长变短,音调就提高了。站在警车后面,声波会发散开来,波长变长,音调就降低了。多普勒效应的应用多普勒效应有很多实际的应用。修理铁路的工人可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢。交通警察向行进中的汽车发射

3、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,由此可指示汽车的速度(图2-5-4)。如果汽车超速,接收到的频率如何变化?根据光的多普勒效应,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地球的运动速度。 图2-5-4多普勒测速雷达 图2-5-5卫星跟踪站多普勒效应还可以跟踪人造地球卫星,在图2-5-5中,当卫星经过跟踪站上空时,地面接收到的讯号频率是逐渐减小的。天文学家将来自星球的光谱与地球上相同元素的光谱比较发现星球光谱的频率几乎都发生变小,这说明星体都正在远离地球向四面飞去。讨论与交流1、 如果你站在警笛鸣叫的救护车上,你就听不到多普勒效应。为什么?2、

4、 你怎样才能改变由振动弦发出的声音的音频?资料活页“红移”现象 多普勒效应用于测量行星的速度。这是因为多普勒效应不仅仅影响声波,如果其它类型的波从移动的物体向外扩散时,它们在频率方面也同样增大或减小。天上的某些星星比预料显得更红或更蓝。红光比蓝光的频率低。因此,如果星星看来好像更红,说明它们正在远离地球。天文学家运用这个“红移”现象证明宇宙在扩大。 练习1、 卫星经过跟踪站上空时,为什么地面接收到的讯号频率是逐渐减小呢?2、 源向观察者运动和观察者向声源运动,都会产生频率增高的多普勒效应,这两种情形有何区别?3、 波源和观察者之间发生相对运动时,观察者接收到的频率不等于波源的频率,请你尝试完成下表: 波源的运动情况观察者运动情况频率的关系波源静止观察者静止 观察

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