2019高中物理第十二章56多普勒效应惠更斯原理课件新人教版.pptx

1、自主学习基础知识,5 多普勒效应 6 惠更斯原理 学习目标1.理解什么是多普勒效应，了解多普勒效应的应用(重点)2.了解波面和波线的概念3.掌握恵更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反射和折射现象(难点),合作探究重难疑点,课时作业,解题技巧素养培优,1多普勒效应 由于波源与观察者之间有_，使观察者感到_的现象,相对运动,频率改变,2多普勒效应产生的原因 (1)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目_，观察者观测到的频率_波源的频率，即观察到的频率_ (2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率_,增加,大于,变大,变小,3多普勒效应的应用 (1)测量汽车速度 交通警车

2、向行进中的车辆发射_已知的超声波，同时测量_的频率，根据反射波_的多少就能知道车辆的速度 (2)测血液流速 向人体内发射已知_的超声波，超声波被血管中的血液_后又被仪器接收，测出反射波的_，就能知道血流的速度,频率,反射波,频率变化,频率,反射,频率变化,火车进站和出站时，坐在火车上的乘客，能感受到汽笛的音调发生变化吗？ 【提示】不能坐在火车上的乘客感到汽笛声未变，是因为声源相对听者是静止的，路旁的人感到汽笛音调发生变化，是因为声源相对听者是运动的,1声源与观察者相互靠近时，声源的频率增大( ) 2当波源和观察者向同一个方向运动时，一定会发生多普勒效应( ) 3火车的音调越来越高，说明火车正从

3、远处靠近观察者( ),1波面：在波的传播过程中，任一时刻_都相同的介质质点所组成的面 2波线：与波面_指 向_的直线， 如图1251所示 3波的分类 (1)球面波：波面是_的波 (2)平面波：波面是_的波,振动状态,垂直,传播方向,球面,平面,4惠更斯原理 (1)内容 介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的_，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的_就是新的波面 (2)现象解释 只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的强度无法说明衍射现象与狭缝或障碍物_的关系,波源,包络面,大小,将一颗石子投到池塘的中央，可以看到一圈圈的水波由中央向外传播，其中这一圈圈的波峰构成的是波面还是波线？ 【

4、提示】波面波面由振动状态相同的点组成，而波线对应波的传播方向,1波面一定与波线垂直( ) 1波面一定是平面( ) 2波的传播方向与波面平行( ),1反射现象 波遇到介质界面会_继续传播的现象 2折射现象 波从一种介质_另一种介质时，波的_方向发生改变的现象,返回来,射入,传播,人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，如图1252这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？ 图1252,【提示】在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射面积来提高耳朵的接收能力,1入射波的波线与界面的夹角叫入射角( ) 2反射波的波线与法线的夹角叫做反射角

5、( ) 3反射波的波线，折射波的波线与界面的法线在同一平面内( ),学生分组探究一多普勒效应的理解和应用 第1步探究分层设问，破解疑难 1多普勒效应能否产生与波源和观察者间的距离有关系吗？是不是距离越近，越容易发生多普勒效应？ 【提示】能否发生多普勒效应仅取决于波源和观察者间的距离是否变化，与距离的大小没有关系,2观察者绕波源做圆周运动时，能否发生多普勒效应？ 【提示】不能能否发生多普勒效应取决于波源和观察者之间的距离是否变化,第2步结论自我总结，素能培养 1多普勒效应的成因 发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动 2相对位置变化与频率的关系(规律)：,第3步例证典例印证，

6、思维深化 (多选)假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是() A当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300 Hz B当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz,C当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz D当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz 【思路点拨】解答本题时应把握以下两点： (1)当观察者与波源的距离减小时，观察者接收到的频率变大 (2)当观察者与波源的距离增大时，观察者接收到的频率变小,【解析】当汽车向你驶来时，两者距离减小，你单位时间内接收的声波个数增多，频率升高，将

7、大于300 Hz，故A选项正确；当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，你单位时间内接收的声波个数减少，频率降低，将小于300 Hz，故D选项正确 【答案】AD,多普勒效应的判断方法 (1)确定研究对象(波源与观察者) (2)确定波源与观察者是否有相对运动若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生 (3)判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变,第4步巧练精选习题，落实强化 1(多选)下列说法中正确的是() A发生多普勒效应时，波源的频率变化了 B发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产

8、生的 D多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现,【解析】该题考查对多普勒效应的理解当波源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，C正确；但波源的频率并没有发生变化，A错误；多普勒效应产生的本质是观察者接收到的频率不等于波源频率，它首先由奥地利科学家多普勒发现，B、D正确 【答案】BCD,2(2014聊城高二检测)公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速() A高于100 km/hB低于100 km/h C等于100 km/

9、h D无法确定,【解析】因巡警车(观察者)接收到的电磁波频率比发出时低，由多普勒效应知，巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定又在轿车后面，可判定轿车车速比巡警车车速大，故A正确，B、C、D错误 【答案】A,学生分组探究二恵更斯原理的理解 第1步探究分层设问，破解疑难 1根据恵更斯原理可得出：波在传播过程中，一个波源变成了无数个波源，这种说法正确吗？ 【提示】不正确波源只有一个，而子波的波源有无数个,2波面一定是平面吗？根据图1253和图1254思考波线与波面的关系是怎样的 图1253图1254 【提示】波面不一定是平面波线与波面互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面,第2步

10、结论自我总结，素能培养 1惠更斯原理的实质：波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，此后每一时刻的子波波面的包络面就是该时刻总的波动的波面其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的,2惠更斯原理的局限性：光的直线传播、反射、折射等都能用此来进行较好的解释但是，惠更斯原理是比较粗糙的，用它不能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系，而且由惠更斯原理推知有倒退波的存在，而倒退波显然是不存在的,第3步例证典例印证，思维深化 (多选)关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是() A同一波面上的各质点振动情况完全相同 B同一波面上的各质点振动情

11、况可能不相同 C球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D无论怎样的波，波线始终和波面垂直,【思路点拨】解答本题时要把握以下三点： (1)波面与波线始终垂直 (2)球面波和平面波的区别 (3)同一波面上各点与波源的距离相等 【解析】按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面，故A对，B错；由波面和波线的概念，不难判定C、D正确故正确答案为A、C、D. 【答案】ACD,利用恵更斯原理解释波的传播的一般步骤 (1)确定一列波某时刻一个波面的位置 (2)在波面上取两点或多个点作为子波的波源 (3)选一段时间t. (4)根据波速确定t时间后子波波面的位置 (5)确定子波在波前进方向上

12、的包络面，即为新的波面 (6)由新的波面可确定波线及其方向,第4步巧练精选习题，落实强化 1(多选)(2014大连高二检测)下列说法中正确的是() A只有平面波的波面才与波线垂直 B任何波的波线与波面都相互垂直 C任何波的波线都表示波的传播方向 D有些波的波面表示波的传播方向,【解析】不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误、B正确；只有波线才表示波的传播方向，选项C正确，D错误 【答案】BC,2对于惠更斯原理的理解正确的是() A惠更斯原理能够解释所有的波的现象 B子波的波速与频率等于初级波的波速和频率 C用惠更斯原理不能解释波的衍射现象 D同一波面上的两个位置的质点振动步调

13、也可能相反,【解析】惠更斯原理不能够解释所有的波的现象，有一定的局限性，A错波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，B对用惠更斯原理能够解释波的衍射现象，C错同一波面上的两个位置的质点振动情况一定相同，D错 【答案】B,(2014芜湖高二检测)某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m. (1)该波的频率为_Hz，在海水中的波速为_ m/s. (2)若物体在海面上发出的声音经过0.5 s听到回声，则海水深为多少？ (3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声？,【思路点拨】

14、(1)波在海水和空气中的频率是相同的 (2)发声体静止时，声音的入射声波和反射声波传播时间相同，发声体运动时，入射声波和反射声波传播时间不同,(3)物体与声音运动的过程示意图如图所示，设听到回声的时间为t，则v物tv海t2 h 代入数据解得t0.498 s 【答案】(1)3401 530(2)382.5 m(3)0.498 s,先看名师指津 回声测距的方法技巧 利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播 (1)若是一般情况下的反射，反射波和入射波是遵从反射定律的，可用反射定律作图后再求解,(2)利用回声测距时，要特别注意声源是否运动，若声源运动，声源发出的原声至